Masterarbeit - Untersuchung des Gasübertritts („gas crossover“) in Protonenaustauschmembran-Elektrolyseuren (PEM-Elektrolyseuren)

Ihre Aufgaben:

Die Wasserstofferzeugung durch PEM-Wasserelektrolyse gilt als eine der vielversprechendsten Technologien, für die Erzeugung von „grünem“ Wasserstoff. PEM-Elektrolyseure befinden sich derzeit in der Anfangsphase der Industrialisierung, die durch technologische Verbesserungen hinsichtlich ihrer Leistung und Haltbarkeit beschleunigt werden kann. Eine der größten Herausforderungen im Zusammenhang mit PEM-Elektrolyseuren ist der Gasübertritt durch die Membran (sog. „gas crossover“), der die Systemeffizienz verringert und die Reinheit der erzeugten Gase, Wasserstoff und Sauerstoff, mindert. Mittels eines neuartigen Versuchsaufbau zur in-situ/in-operando Bestimmung der Gaspermeation während des Elektrolysebetriebs kann der Wasserstoff- und Sauerstoffübergangs unter relevanten Betriebsbedingungen verfolgt werden. Im Zuge dieser Arbeit soll der Einfluss verschiedenen Zellkomponenten und Betriebsmodi auf die Gaspermeation in PEM-Elektrolyseuren untersucht werden. Ihre Aufgaben im Detail:

• Durchführung einer eingehenden Literaturrecherche zu Degradationsmechanismen in der PEM-Elektrolyse mit besonderem Augenmerk auf „gas crossover“
  
• Bedienung, Instandhaltung und Weiterentwicklung des Versuchsaufbaus zur Untersuchung der Gaspermeation
  
• Entwurf und Durchführung von Tests zur Bewertung der Auswirkungen von verschiedenen Betriebsmodi und Zellkomponenten auf die Gaspermeation bzw. „gas crossover“
  
• Verknüpfung von In-situ- und Ex-situ-Versuchsergebnissen zum Gas-Crossover
  
• Berichterstattung über die Ergebnisse in Präsentationen und möglicherweise in einer wissenschaftlichen Publikation in einer Fachzeitschrift

Ihr Profil:

• Laufendes Masterstudium in Chemie, Chemieingenieurwesen, Physik, Materialwissenschaften, Maschinenbau oder ähnlichen Fachrichtungen
  
• Grundlegende Kenntnisse über Elektrolyseure oder Brennstoffzellen oder Elektrochemie im Allgemeinen
  
• Grundlegende Programmierkenntnisse in Python von Vorteil
  
• Interesse an Technik, Zellbau und dem Aufbau von Prüfständen, Vorerfahrungen von Vorteil
  
• Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift; Deutschkenntnisse sind von Vorteil
  
• Motiviert qualitativ hochwertige Laborarbeit, Datenanalyse und Ergebnisinterpretation zu leisten
  

Unser Angebot:

Wir arbeiten an hochaktuellen innovativen Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir bieten Ihnen:

• Ein hervorragendes interdisziplinäres wissenschaftliches Umfeld mit hochqualifizierten Fachkräften auf einem großen Forschungscampus im Grünen, der beste Möglichkeiten zur Vernetzung mit Kolleginnen und Kollegen bietet
  
• Ein interessantes und gesellschaftlich relevantes Thema für Ihre Abschlussarbeit mit zukunftsorientierter Themenstellung
  
• Eine exzellente Ausstattung mit modernster Experimentiertechnik und Analytik
  
• Teamorientierte Arbeitsatmosphäre, die Freiräume für Gestaltung und eigenverantwortliches Handeln lässt
  
• Möglichkeiten, industrierelevantes Wissen über die Entwicklung der Batteriechemie zu erweitern
  
• Einbindung der Arbeit in laufende Forschungsprojekte
  
• Qualifizierte Betreuung durch wissenschaftliche Kolleginnen und Kollegen
  
• Ideale Rahmenbedingungen für Praxiserfahrungen neben dem Studium
  

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Wir freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit vielfältigen Hintergründen, z.B. hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behinderung, sexueller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancengerechtes, diverses und inklusives Arbeitsumfeld, in dem alle ihre Potentiale verwirklichen können, ist uns wichtig.

Weitere Informationen zu Vielfalt und Chancengerechtigkeit: https://go.fzj.de/diversitaet