Grüner Wasserstoff durch alkalische Wasser­elektrolyse ist ein Schlüs­sel zu einer nach­haltigen Energie­zukunft. Kapillar­gespeiste Elektro­lysezellen (engl. Capillary-Fed Electrolysers [CFE]) verzichten auf sperrige Strömungskanäle, indem sie die Kapillar­wirkung innerhalb der Membran nutzen, um den Elektro­lyten direkt zum Kataly­sator zu leiten. Diese Arbeit konzen­triert sich auf: Bewertung und Modulation des Elektrolyt­transports innerhalb verschiedener Membran­materialien und des Zelldesigns; Quantifizierung der Kapillar­dynamik und Leit­fähigkeit: Bestimmung der maximalen Kapillar­höhe und ihrer Entwicklungsrate, während gleichzeitig In-Plane- und Through-Plane-Leitfähigkeitsänderungen während der Füllung gemes­sen werden; Optimie­rung von Membran­material und Zellgeometrie, um die Leistung und Haltbarkeit zu maximieren. Elektrochemische Untersuchung des CFE-Elektrolyseurs: Polarisationskurven, Zyklo­voltammetrie (CV) und Impedanzspektroskopie (EIS) im kapillargespeisten Betrieb. Diese Unter­suchungen werden am Institute of Climate and Energy Systems – Jülicher Systemanalyse (ICE-2) durchgeführt.

Wir bieten Ihnen ab sofort eine spannende Herausforderung für eine

Masterarbeit – Experimentelle Optimierung und Charakterisierung von kapillargespeisten Elektrolysezellen

• Sie lernen und entwickeln unseren Modellzellenaufbau und die Messprotokolle, um eine präzise Kontrolle von Druck, Temperatur und elektrischen Verbindungen zu gewährleisten und reale Betriebsbedingungen zu simulieren. Ihre Aufgaben:

  1. Experimentelle Optimierung der Kapillarwirkung

  • Entwicklung des Modellzellenaufbaus und der Messprotokolle
  • Durchführung der maximalen Kapillarhöhenerkennung mittels Leitfähigkeits- oder optischer Messungen
  • Durchführung von Leitfähigkeits­messungen während der gesamten Kapillarfüllung
  • Verwendung von CT- oder SEM-Bildgebung zur Charakteri­sierung der Membranmikrostruktur vor und nach Kapillartests

  2. Prüfstandmontage und elektrochemische Charakteri­sierung

  • Montage von Zellkomponenten und Entwicklung von Druck-, Temperatur- und elektrischer Steuerung
  • Unterstützung bei der Inbetriebnahme des CFE-Elektrolyse-Prüfstands für alka­lischen Betrieb
  • Durchführung elektrochemischer Diagnosen (Polarisationskurven, elektrochemische Impedanz­spektroskopie, Zyklovoltammetrie), um die Zell­leistung zu bewerten

  3. Datenanalyse und Berichterstattung

  • Analyse von Kapillardynamik- und Leitfähig­keits­daten
  • Bewertung der CFE-Elektrolyseurleistung mittels Polarisationskurven, EIS und CV, um elektro­chemi­sche Messgrößen mit Zelldesign und Materialien zu verknüpfen
  • Präsentation der Ergebnisse in Team­besprechungen und Erstellung einer umfassenden Masterarbeit

• Masterstudent:in des (Chemie- / Maschinen-)Ingenieur­wesens, der Chemie, der Materialwissenschaften oder eines verwandten Bereichs
• Starkes Interesse an Elektrolysetechnologien und elektro­chemischen Systemen
• Starkes Interesse an experimenteller Arbeit im Labor, erste praktische Laborerfahrung von Vorteil
• Kenntnisse in der Strömungsmechanik und Erfahrung mit elektrochemischen Charakterisierungsgeräten (Potentiostaten) von Vorteil
• Gute Analyse- und Datenverarbeitungsfähigkeiten (z. B. mittels Origin, Python)
• Proaktiv und zuverlässige Arbeitsweise sowie Fähigkeit zu eigenständiger sowie kollaborativer Arbeit
• Fließende Englischkenntnisse und mindestens grundlegende Deutschkenntnisse erforderlich

Wir arbeiten an hochaktuellen innovativen Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzu­gestalten! Wir bieten Ihnen:

• Ein interessantes und gesellschaftlich relevantes Thema für Ihre Abschlussarbeit mit zukunfts­orientierter Ausrichtung
• Ein hochmodernes Forschungsumfeld an einem der führenden Energie­forschungs­institute Europas
• Direkte Beteiligung an experimenteller Forschung und Entwicklung sowie Nutzung praktischer Prüf­stands­technik
• Enge Betreuung durch Expert:innen für Kapillar­transport, Materialwissenschaften und Elektrochemie
• Flexible Arbeitszeiten, wettbewerbsfähige Vergütung und vollen Zugang zu fort­schrittlichen Labor­einrichtungen
• Die Möglichkeit zur Promotion am IET-4 wird Ihnen bei hinreichenden Fähigkeiten und vorhan­dener Stel­len­finanzierung im Anschluss an Ihre Master­arbeit geboten

Die Position ist auf sechs Monate befristet.

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

Wir freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit vielfältigen Hintergründen, z. . hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behin­derung, sexu­eller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancengerechtes, diverses und inklusives Arbeitsumfeld, in dem alle ihre Potenziale verwirk­lichen können, ist uns wichtig.

Weitere Informationen zu Vielfalt und Chancengerechtigkeit finden Sie unter https://go.fzj.de/diversitaet.