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(w/m/d) Master-/Studien-/Abschlussarbeit

Abschlussarbeit - Stellenanzeige | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Stellenbeschreibung - (w/m/d) Master-/Studien-/Abschlussarbeit

connecticum Job 1742854


Studien-/ Abschlussarbeit
Steigen Sie ein in die faszinierende Welt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), um mit Forschung und Innovation die Zukunft mitzugestalten! Mit dem Know-how und der Neugier unserer 11.000 Mitarbeitenden aus 100 Nationen sowie unserer einzigartigen Infrastruktur, bieten wir ein spannendes und inspirierendes Arbeitsumfeld. Gemeinsam entwickeln wir nachhaltige Technologien und tragen so zur Lösung globaler Herausforderungen bei. Möchten Sie diese große Zukunftsaufgabe mit uns zusammen angehen? Dann ist Ihr Platz bei uns!
Für unser Institut für Technische Thermodynamik, Abteilung Elektrochemische Energietechnik, in Stuttgart suchen wir eine/n
(w/m/d) Master-/Studien-/Abschlussarbeit
Simulation der mechanischen Verformung sowie spannungstechnische Analyse neuartiger Endplatten für großflächige PEM-Brennstoffzellenstacks im Leistungsbereich oberhalb von 500 kW
Das erwartet Sie:
Das Institut für Technische Thermodynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart, mit weiteren Forschungsstätten in Köln-Porz, Ulm, Oldenburg und Hamburg, forscht mit über 270 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern auf dem Gebiet effizienter und ressourcenschonender Energiespeicher und Energiewandlungstechnologien der nächsten Generation. Das Spektrum der Arbeiten reicht von theoretischen Studien über grundlagenorientierte Laborarbeiten bis zum Betrieb von Pilotanlagen. Experimentelle und theoretische Untersuchungen werden von systemanalytischen Studien begleitet. Sie analysieren das zugehörige technologische, ökologische und wirtschaftliche Potenzial und stellen sie mit Hilfe von Szenarien in einen größeren, energiewirtschaftlich orientierten Gesamtzusammenhang.
Zusätzlich zu den Kernaktivitäten im DLR-Geschäftsfeld „Energie“ bearbeitet das Institut für Technische Thermodynamik ausgewählte Themen aus den Geschäftsfeldern „Luftfahrt“ und „Verkehr“ und bringt dadurch seine Kompetenzen schwerpunktsübergreifend in die Arbeitsgebiete des DLR ein.
Es besteht eine enge Vernetzung mit der Universität Stuttgart -insbesondere mit dem Hochschulinstitut für Energiespeicherung - und dem Helmholtz Institut Ulm (HIU) an der Universität Ulm.
Brennstoffzellen erlauben eine effiziente und umweltfreundliche Umwandlung von chemischer in elektrische Energie. Wird dabei Wasserstoff als Energieträger eingesetzt, ist zudem ein schadstofffreier Betrieb möglich, da als Reaktionsprodukt nur Wasserdampf entsteht. Zusätzlich zum emissionsarmen Betrieb weisen Brennstoffzellen im Allgemeinen hohe elektrische Wirkungsgrade auf und haben damit das Potential, eine bedeutende Zukunftstechnologie sowohl in der stationären als auch in der mobilen und portablen Stromerzeugung zu werden. Im Bereich der E-Mobilität stellen für die Anwendung im elektrischen Antriebsstrang insbesondere Niedertemperaturbrennstoffzellen eine vielversprechende Technologie dar, zu diesen zählt auch die wasserstoffbetriebene Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle).
Für praktische Anwendungen werden üblicherweise mehrere Einzelzellen zu einem Brennstoffzellenstack zusammengeschaltet. Dabei sind die Einzelzellen bzw. deren Bipolarplatten sandwichartig zwischen zwei Endplatten eingespannt. Neben der Versorgung des Stacks mit den Reaktionsgasen bestehen die Hauptaufgaben dieser Endplatten in der mechanischen Fixierung des gesamten Stacks sowie der Kompression der darin enthaltenen Dichtungen. Beides erfordert eine hinreichende Stabilität der Platten, da die Verspannungskräfte gleichmäßig auf die Bipolarplatten und die dazwischen liegenden Dichtungen bzw. Membran-Elektroden-Einheiten übertragen werden müssen. Um ein unerwünschtes Verformen der Endplatten beim Verspannen eines Brennstoffzellenstacks zu vermeiden, sind dessen Endplatten daher in der Praxis meist sehr massiv ausgelegt, was andererseits zu einem hohen Gewicht der Platten und damit des gesamten Stacks führt.
Für mobile und portable Anwendungen ist jedoch ein hohes Stack-Gewicht grundsätzlich von großem Nachteil. Aus diesem Grund werden beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. neue Leichtbaukonzepte entwickelt, die zu einer deutlichen Reduktion des Stack-Gewichts führen sollen. Unter anderem sollen dabei Leichtbaustrukturen und -materialien eingesetzt werden, so dass die Brennstoffzelle neben Anwendungen im Fahrzeugsektor auch für den Bereich der Luft- und Raumfahrt eine interessante Alternative für die Stromerzeugung darstellen kann. Während solche Designs für kleine Systemgrößen im Leistungsbereich von typischerweise 80 bis 120 kW (zum Beispiel PKW) bereits vereinzelt existieren, werden zukünftige mobile Schwerlastanwendungen (LKW, Zug, Schiff, Flugzeug et cetera) komplett neuartige Endplattenkonzepte benötigen.
Aufgabengebiete
  • Verformungs- und spannungstechnische Analyse einer bestehenden Endplattengeometrie für PEM-Brennstoffzellenstacks mittels Finite Elemente Methode (FEM)
  • Bewertung und Optimierung der Endplattengeometrie unter den Gesichtspunkten Leichtbau, Materialersparnis, Stabilität und Fertigungsaufwand
  • Dokumentation der Ergebnisse
Das erwarten wir von Ihnen:
  • Ingenieur- oder naturwissenschaftliches Studium (Maschinenbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Verfahrenstechnik, Physik, Technomathematik oder ähnliches)
  • Gute Kenntnisse in den Bereichen Finite Elementeberechnung und Spannungsanalyse (idealerweise COMSOL Multiphysics, ANSYS FLUENT oder ähnliches)
  • Erfahrung auf dem Gebiet der CAD-Konstruktion (Autodesk Inventor, Catia V5 oder ähnliches)
  • Interesse am theoretischen Arbeiten sowie der Designoptimierung neuartiger Bauteile
Unser Angebot:
Das DLR steht für Vielfalt, Wertschätzung und Gleichstellung aller Menschen. Wir fördern eigenverantwortliches Arbeiten und die individuelle Weiterentwicklung unserer Mitarbeitenden im persönlichen und beruflichen Umfeld. Dafür stehen Ihnen unsere zahlreichen Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Chancengerechtigkeit ist uns ein besonderes Anliegen, wir möchten daher insbesondere den Anteil von Frauen in der Wissenschaft und Führung erhöhen. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.
Weitere Angaben:
Eintrittsdatum: 01.05.2024
Dauer: Ca. 6 Monate
Beschäftigungsgrad: Vollzeit (Teilzeit möglich)
Vergütung: Je nach Qualifikation und Aufgabenübertragung bis Entgeltgruppe XX TVöD.
Kennziffer: 93069
Kontakt:
Dipl.-Ing. Torsten Knöri Institut für Technische Thermodynamik
Tel.: 0711 6862 8217

Informationen zur Bewerbung
Stellenangebot:

(w/m/d) Master-/Studien-/Abschlussarbeit

Jobkennzeichen:
Connecticum Job 1742854
Bereiche:
Ingenieurwissenschaften: Energietechnik

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