Ingenieurin oder Ingenieur Verfahrenstechnik, Energietechnik o. ä. (w/m/d) - Verfahrenstechnische Simulation von hybriden Energieanlagen

In der Abteilung Elektrochemische Energietechnik wird an der Entwicklung effizienter, elektrochemischer Energiewandler, vornehmlich Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseuren gearbeitet. Deren Bedeutung nimmt in zukünftigen Energiesystemen sowohl in der stationären als auch mobilen Energieversorgung kontinuierlich zu. In der Gruppe Hochtemperatur-Systeme & Prozessentwicklung (HTSP) werden Aufgabenstellungen in Bezug auf die Systemoptimierung und ‑demonstration experimentell und simulativ ergründet. Dabei ist es das Ziel Lösungen zur Beseitigung der Zielkonflikte zwischen Effizienz, Betriebsdauer, Sicherheit und Kosten zu finden. Mittels dieser Stelle soll insbesondere die Hybridisierung von SOC-Systemen mit Batteriesystemen beforscht werden.  

Mit Ihrer Arbeit sollen Sie unser Team bei der Erforschung der Hybridisierung von SOC-Systemen mit Batteriesystemen unterstützen. Dabei sollen Sie die bereits vorhandenen verfahrenstechnischen Simulationen (Modelica/Dymola, transient) auf hybride Systeme (SOC + Batterie) erweitern sowie die Erforschung mittels eigener Ideen vorantreiben. Außerdem gehören zu Ihren Aufgaben die vorhandenen Testumgebungen zur experimentellen Validierung der Simulationen zu erweitern sowie die entsprechenden Experimente durchzuführen. Ihre Arbeit veröffentlichen Sie in wissenschaftlichen Fachzeitschriften und identifizieren neue Anwendungsfelder der Technologie. Die vielfältigen, wissenschaftlichen Aufgabenstellungen lassen die Erarbeitung einer Dissertation zur Promotion zu.

Verfahrenstechnische Simulation von Energieanlagen mit Festoxidzellen-Reaktoren
In der Gruppe HTSP wird der Einsatz von großen Festoxidzellen-Reaktoren (Solid Oxide Cell: SOC), sogenannten SOC-Modulen, in Energieanlagen beforscht. Dabei wird auch die Hybridisierung mit Batteriesystemen simulativ und experimentell analysiert. Für die Simulation wird Dymola/Modelica genutzt. Dabei sind detaillierte Modelle von SOC-Modulen und Batteriesystemen und deren Einsatz in transienter verfahrens­technischer Anlagensimulation wissenschaftlich nicht etabliert:

• Entwicklung von Modellen für SOC-Module und Batterien, Aufbau einer Bibliothek für verfahrenstechnische Teilmodelle und verfahrenstechnische Energieanlagen
• Validierung der Modelle anhand von experimentellen Daten
• Entwicklung von Methoden und Untersuchungsstrategien zur verfahrenstechnischen Erforschung von Energieanlagen anhand der experimentell validierten Simulation
• Konzepterstellung, Planung und Antragsdurchführung neuer Forschungsaktivitäten für Simulation und Experiment

Verfahrenstechnische Entwicklung und Aufbau von Testumgebungen zur Untersuchung von SOC-Modulen mit Batterien und Versuchsdurchführung
In der Gruppe HTSP existiertn unterschiedliche Testumgebungen für die systemnahe Untersuchung von SOC-Modulen. Ein Ziel ist die Erweiterung um die Möglichkeit das Zusammenspiel des hybriden Betriebes von SOC mit Batterietechnologie experimentell zu untersuchen:

• Konzeption neuer Methoden für die Durchführung experimenteller Untersuchungen
• Unterstützung bei Planung und Aufbau der Erweiterung der Testmöglichkeiten um die Batterieintegration
• auf der Konzeption aufbauende Weiterentwicklung der bestehenden Testumgebung sowie Umsetzung und Aufbau des Konzepts
• Durchführung und Auswertung von experimentellen Untersuchungen an den Testumgebungen

Erarbeitung neuer Systemkonzepte bei denen elektrochemische Hochtemperatur-Reaktoren mit Batteriesystemen hybridisiert sind
Die Anwendung von mit Batterien hybridisierten Reaktoren mit Festoxidzellen (SOCs) in der Energie- und Kraftwerkstechnik bietet sich an, ist aber bisher kaum beforscht:

• Identifikation neuer Anwendungsfelder von hybridisierten SOC-Reaktoren
• Konzepterstellung, Planung und Antragsdurchführung neuer Forschungsaktivitäten für identifizierte neue Anwendungsfelder

Interne und externe Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

• Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse bei Projekttreffen und auf Konferenzen
• Erstellen von Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften
• Erstellen von internen und externen Projektberichten