Abschlussarbeit - Modellentwicklung Degradation von PEM-Elektrolyseuren

Job-ID: T-TD Powertrain Systems -22862

Abschlussarbeit - Modellentwicklung Degradation von PEM-Elektrolyseuren
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Studierende — Abschlussarbeit

Gifhorn

Diese Herausforderung Erwartet Dich
In der Defossilisierung, des Energie-, Verkehrs- wie auch Chemiesektors nimmt Wasserstoff eine entscheidende Schlüsselrolle als Energieträger und chemischer Rohstoff ein. Zwischen den verschiedenen Verfahren zur Wasserstoffgewinnung, hebt sich besonders die PEM-Elektrolyse durch ihre hohe Effizienz sowie ihre hohe Dynamikfähigkeit von anderen technischen Alternativen ab. Diese Vorteile können jedoch, je nach Lastbereich und Betriebsart, durch eine erhöhte Zelldegradation und somit durch Leistungsverlusten bei langen Laufzeiten zu Teilen wieder abnehmen.

Die IAV GmbH hat in der Vergangenheit ein umfangreiches Simulationsmodell für die Degradation von PEM-Brennstoffzellen entwickelt und validiert. In der Abschlussarbeit beziehungsweise dem Praktikum sollen die Erkenntnisse und Mechanismen der PEM-Brennstoffzellenalterung auf die PEM-Elektrolyse übertragen werden. Der Fokus soll dabei auf die elektrochemisch induzierte Degradation des Katalysators wie auch des Trägermaterials gerichtet werden.

Deine Aufgaben
Konkret sollen im Rahmen dieser Masterarbeit beziehungsweise des Praktikums folgende Tätigkeiten und Arbeitsschritte vorgenommen werden. Seitens IAV werden die Arbeitsvorgänge sowohl von Degradations- als auch von Elektrolyseexperten durch vorhandene Modellelle, Fachwissen sowie inhaltliche Diskussionen unterstützt:

• Recherche und Konzepterstellung: Die grundlegenden Mechanismen der PEM-Elektrolysedegradation sind teilweise identisch wie bei der PEM-Brennstoffzellendegradation, diese können sich jedoch Aufgrund der höheren Spannungslage in der Kinetik und der Auswirkung unterscheiden. Daher soll in einem ersten Schritt anhand einer Literaturrecherche die Übertragbarkeit der Brennstoffzellenalterung auf die Elektrolysealterung überprüft werden. Daraus abgeleitet ist ein erstes Modellkonzept zu erstellen.
• Modellierung: Nach der Erstellung des Konzepts erfolgt die eigentliche Modellierung. Es soll zunächst von einem Platinkatalysator ausgegangen werden. Das Modell wird auf Basis von Literaturdaten plausibilisiert und validiert.
• Übertragbarkeit und Verallgemeinerung: Neben Platin finden auch weitere Materialien wie beispielsweise Iridium Anwendung als Katalysatormaterial. Durch Simulationsstudien soll die Übertragbarkeit des Modellansatzes auf andere Katalysatoren oder Konfigurationen diskutiert werden.

Notwendige Kenntnisse

• Laufendes Masterstudium in einer technischen oder naturwissenschaftlichen Fachrichtung, beispielsweise Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen, Maschinenbau, physikalische Chemie oder Wirtschaftsingenieurwesen
• Interesse oder bestenfalls erste Erfahrungen im Bereich der elektrochemischen Systeme, optimalerweise Elektrolyse
• Programmierkenntnisse in Matlab, Python
• Erste praktische Erfahrung in der verfahrenstechnischen Modellierung ist wünschenswert
• Sehr gute Deutsch- oder Englischkenntnisse (auf mind. C1-Niveau)
• Kommunikationsstärke, Teamfähigkeit und ein selbstständiger sowie eigenverantwortlicher Arbeitsstil

Uns sind Vielfalt und Chancengleichheit wichtig. Für uns zählt der Mensch mit seiner Persönlichkeit und seinen Stärken. Wir freuen uns auf deine Bewerbung inklusive Anschreiben, Lebenslauf, aktuellem Leistungsnachweis und relevanten Zeugnissen.

Das Entgelt richtet sich nach unserem Mantel- und Entgelttarifvertrag. Aktuell beträgt das monatliche Entgelt für diese Position 979,- EUR.

Gewünschte Kenntnisse
Das spricht für uns:

Als Student:in arbeitest du bei IAV nicht irgendwo, sondern mittendrin. In echten Projekten. An spannenden Zukunftsaufgaben. Voll integriert und im Schulterschluss mit IAV-Expert:innen. Viel Verantwortung und gleichzeitig viel Freiraum, um Uni und Arbeit zusammen zu bringen: So entstehen beste Perspektiven für deine berufliche Entwicklung. Bei attraktiver Vergütung nach unserem Haustarifvertrag.

Uns sind Vielfalt und Chancengleichheit wichtig. Für uns zählt der Mensch mit seiner Persönlichkeit und seinen Stärken.