Doktorand:in – Digitaler Zwilling zur Optimierung von Power-to-X-Systemen (w/m/d)

Job Description

Forschung für eine Gesell­schaft im Wandel: Das ist unser Antrieb im For­schungs­zen­trum Jülich. Als Mitglied der Helmholtz-Gemein­schaft stellen wir uns großen gesell­schaft­lichen Heraus­forde­rungen unserer Zeit und erfor­schen Optionen für die digi­tali­sierte Gesell­schaft, ein klima­schonendes Energie­system und res­sour­cen­schüt­zendes Wirt­schaften. Arbeiten Sie gemein­sam mit rund 7.500 Kolleg:innen in einem der größten For­schungs­zen­tren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!

Im Institute of Energy Technologies – Grundlagen der Elektrochemie (IET-1) forschen wir zu hochaktuellen Themen rund um die Energiewende und den Struktur­wandel. Dabei beschäftigen wir uns zum Beispiel mit der Batterie der Zukunft und erforschen neuartige Batterie­konzepte. Wie man das Treibhausgas Kohlen­dioxid (CO2) vom Klimakiller zum Rohstoff der Zukunft machen könnte, ist ein weiteres spannendes Projekt, mit dem wir uns befassen. Ziel der Forschungs- und Entwicklungs­arbeiten sind kosten­günstige Batterien, Brennstoff­zellen und Elektrolyseure mit verbesserter Energie- und Leistungsdichte, längerer Lebensdauer und maximaler Sicherheit! Von zunehmender Wichtigkeit ist für uns die auf erneuerbaren Energiequellen basierende Wasserstoff­produktion mittels AEM- und PEM-Elektrolyse. Hier erfahren Sie mehr über unsere Mission und zukunfts­weisenden Projekte: https://www.fz-juelich.de/de/iet/iet-1.

Verstärken Sie diesen Bereich zum nächstmöglichen Zeitpunkt als

Doktorand:in – Digitaler Zwilling zur Optimierung von Power-to-X-Systemen (w/m/d)

Zum Projekt: Das Verbundvorhaben PHOENIX – Launch Space Power-to-X spielt eine zentrale Rolle, um die Innovations­zyklen von P2X-Technologien mit den langfristigen Zielen der Energiewende, des europäischen „Green Deal“ und des Braunkohle­ausstiegs in Einklang zu bringen. Gefördert durch das Bundes­ministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt liegt der Fokus des Projekts auf zwei zentralen Aspekten: der beschleunigten Technologie­entwicklung und der nachhaltigen Gestaltung von P2X-Wert­schöpfungs­ketten.

Gestalten Sie die Energiewende aktiv mit! Im Rahmen Ihrer Promotion entwickeln Sie digitale Zwillinge und fort­schrittliche Diagnose­verfahren für Power-to-X-Systeme – von der Hochtemperatur-Elektrolyse (SOEC) bis hin zur Brennstoff­zellen­technologie (SOFC). Ziel ist es, diese Schlüsseltechnologien in industrielle Anwendungen zu integrieren und innovative Methoden zur Überwachung, Diagnose und Betriebs­optimierung zu erarbeiten. Der Fokus liegt dabei auf der Biogas-Valorisierung, der Synthesegas­erzeugung mittels Ko-Elektrolyse sowie auf reversiblen SOC-Systemen. Mit Ihrer Forschung leisten Sie einen direkten Beitrag zur Umsetzung nationaler und europäischer Klimaziele. Ihre Aufgaben im Detail:

• Weiterentwicklung von Mess- und Prüfständen für Hoch­temperatur­umgebungen unter Einsatz robuster, optimal positionierter Sensorik
• Planung, Durchführung und Auswertung von Langzeit- und Transient­versuchen (realitätsnahe Belastungs­profile) auf Stack- und Komponenten­ebene in enger Zusammen­arbeit mit der Gruppe für Elektro­chemische Messtechnik
• Entwicklung modell- und daten­gestützter Methoden zur früh­zeitigen Erkennung, Isolierung und Identifi­zierung von Fehlern und Störungen sowie zur Bestimmung des System­zustands (State of Health)
• Implementierung der entwickelten Methoden auf Edge-Hardware zur Echtzeit­analyse und Verknüpfung mit Betriebs- und Regel­strategien
• Entwicklung und Implementierung eines digitalen Zwillings für das rSOC-System zur Zustands­überwachung und Optimierung der Betriebsführung
• Präsentation der Forschungs­ergebnisse auf nationalen und inter­nationalen Fach­konferenzen sowie Veröffentlichung in renommierten Fach­zeitschriften
• Betreuung und fachliche Unterstützung von Studierenden und Abschluss­arbeiten im Bereich Monitoring, Diagnostik und Datenanalyse

• Überdurchschnittlich abgeschlossenes Master­studium im Maschinenbau, der Verfahrens­technik, im Chemie- / Energie­ingenieur­wesen oder in einem verwandten Fachgebiet
• Fundiertes Know-how in der Thermo­dynamik, Wärme- und Stoff­übertragung, Strömungs­mechanik sowie Prozess- / Anlagentechnik
• Erfahrungen in der Modellierung und Simulation (z. B. MATLAB / Simulink oder Python)
• Idealerweise Vorkenntnisse in der Festoxid-Elektrolyse (SOEC) und/oder im Bereich Festoxid-Brennstoff­zellen (SOFC) sowie Grund­kenntnisse in der Elektrochemie
• Selbstständige, strukturierte Arbeitsweise, ausgeprägte Team- und Kommuni­kations­fähigkeit
• Sehr gute Deutsch- und Englisch­kenntnisse in Wort und Schrift

Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir unterstützen Sie in Ihrer Arbeit durch:

• Eine hoch motivierte Arbeitsgruppe sowie ein inter­nationales und inter­disziplinäres Arbeits­umfeld in einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
• Hervorragende wissen­schaftliche und technische Infrastruktur
• Möglichkeit zur Teilnahme an (inter­nationalen) Konferenzen und Projekt­treffen
• Kontinuierliche fachliche Betreuung durch Ihre:n wissen­schaftliche:n Betreuer:in
• Die Möglichkeit zum (orts-)flexiblen Arbeiten, z. B. im Homeoffice
• Flexible Arbeitszeitmodelle
• 30 Tage Urlaub sowie alle Brückentage und zwischen Weihnachten und Neujahr immer dienstfrei
• Weiterentwicklung Ihrer persönlichen Stärken, z. B. durch ein umfangreiches Trainings­angebot; ein strukturiertes Programm mit Weiterbildungs- und Vernetzungs­angeboten speziell für Promovierende über JuDocS, das Jülich Center for Doctoral Researchers and Supervisors: fz-juelich.de/de/forschung/unsere-forschung/wissenschaftlicher-nachwuchs/judocs

Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: go.fzj.de/Benefits.

Die Position ist auf drei Jahre befristet. Die Vergütung erfolgt analog der Entgelt­gruppe 13 (75 %) des Tarif­vertrags für den öffentlichen Dienst (TVöD-Bund) zuzüglich 60 % eines Monats­gehaltes als Sonder­zahlung („Weihnachtsgeld“). Die monatlichen Entgelte in Euro entnehmen Sie bitte der Seite 66 des PDF-Downloads: go.fzj.de/bmi.tvoed. Informationen zur Promotion im Forschungs­zentrum Jülich inklusive der Standorte finden Sie hier: fz-juelich.de/gp/Karriere_Docs.

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