Ingenieur/in Chemical und Energy Engineering o.ä. (w/m/d) - Modellierung und Simulation von elektrochemischen Speichern (Batterien)

Das Institut für Technische Thermodynamik des DLR forscht auf dem Gebiet effizienter und ressourcenschonender Energiespeicher der nächsten Generation. Die Abteilung für Computergestützte Elektrochemie beschäftigt sich an unserem Standort in Ulm am Helmholtz-Institut (HIU) mit der mathematischen Modellierung und numerischen Simulation von Batterien. An der Schnittstelle von Grundlagen und Anwendung erforschen wir in einem interdisziplinären Team physikalisch-chemische Vorgänge. Unser Ziel ist die Verbesserung von Batterien für Elektromobilität und stationäre Energiespeicherung. Wir bieten Ihnen den Einstieg in exzellente Spitzenforschung, Raum für eigene Ideen, internationale Sichtbarkeit und Kontakt mit der Industrie.

Tätigkeitsbeschreibung:

Konzeption neuer mathematischer Modelle für Lithium-Batterien

• Erarbeiten von neuen und Weiterentwicklung von bestehenden Modellen der Batterieelektroden durch Einbeziehung bisher unbekannter oder nicht quantifizierter Vorgänge durch den Einsatz von Methoden der theoretischen Physik. Es werden Systeme partieller Differentialgleichungen aufgestellt.
• Implementierung von Modellen in wissenschaftliche Softwarepakete und Durchführung von Computersimulationen durch eigenständige Programmierung in gängigen Programmiersprachen, wie z.B. Matlab, C++ oder Python

Erweiterung des wissenschaftlichen Kenntnisstandes der Batterieforschung durch Grundlagenforschung

• Aufklärung und Korrelationen von Transport- und Reaktionsprozessen in gemischt ionischen und elektronisch leitenden Phasen durch mathematische Modelle und deren Vergleich mit den Ergebnissen von Experimenten
• Identifikation von Transportprozessen in der porösen Binder-Leitruß-Phase und deren Auswirkungen auf effektive Kenngrößen der Batterieelektroden
• Identifikation von sicherheitsrelevanten und leistungslimitierenden Prozessen in der Binder-Leitruß-Phase von Elektroden in modernen Batterien mittels Computersimulation

Gezielte Anwendung der Ergebnisse der Grundlagenforschung auf praktische Aufgabenstellungen für die Industrie

• Quantifizierung der Eigenschaften der Batterie hinsichtlich Energiegehalt, Leistung, Zyklisierbarkeit und Sicherheit mit Hilfe von Computersimulationen, die die Binder-Leitruß-Modelle in die Modelle der Batteriezellen integrieren
• Identifikation von neuen Wegen für deren Optimierung durch Anwendung der neuentwickelten Modelle in Bezug auf den Kapazitätsverlust der Batterie im Betrieb bei hohen Strömen auf Basis von materialwissenschaftlichen Erkenntnissen

Publikation und Präsentation von wissenschaftlichen Ergebnissen in Fachzeitschriften und auf nationalen/internationalen Konferenzen