Doktorand:in – Herstellung, Charakterisierung und Anwendung von neuartigen Elektroden für die PEM-Elektrolyse (w/m/d)
Das Institute of Energy Technologies – Grundlagen der Elektrochemie (IET-1) beschäftigt sich mit den wissenschaftlichen Grundlagen der Entwicklung leistungsstarker und ressourceneffizienter Materialien und Komponenten zur elektrochemischen Energiespeicherung und Energiewandlung. Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind kostengünstige Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure mit verbesserter Energie- und Leistungsdichte, längerer Lebensdauer und maximaler Sicherheit! Diese Schlüsseltechnologien tragen dazu bei, die Energiewende und den Strukturwandel im Rheinischen Revier voranzutreiben. Nähere Infos zu unseren spannenden Projekten: https://go.fzj.de/IET-1
Ihre Aufgaben im Team
Im Rahmen eines Forschungsprojekts sollen neuartige, PFSA-freie Elektroden für die PEM-Wasserelektrolyse entwickelt werden, die in ihrer Effizienz und Stabilität mit heute üblichen PFSA-basierten Systemen vergleichbar sind oder diese übertreffen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Entwicklung und Optimierung von Herstellungsverfahren poröser Transportelektroden (PTEs) für Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) als zentrale funktionale Komponente des PEM-Elektrolyseurs. Frühe Arbeiten konzentrieren sich auf die Herstellung von PTE-Proben unter Anwendung unterschiedlicher Fertigungstechniken und -parametern und ihre umfassende Charakterisierung. Ausgewählte Kandidaten sollen dann in Halbzell- und Zellversuchen im Labormaßstab auf ihre Zellperformance hin untersucht und auf eine für die Anwendung relevante Größe skaliert werden. Aus den experimentellen Erkenntnissen sollen fundamentale Struktur-Wirkungszusammenhänge für Leistung und Stabilität der Elektrolyseure mit PTE-Ansatz aufgeklärt werden. Ihre Aufgaben im Detail:
- Prozessierung (Elektrodenbeschichtung) und Optimierung poröser Transportelektroden (PTEs) für den Einsatz mit konventionellen sowie neuartigen fluorfreien Membranen in Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs)
- Charakterisierung der elektrochemischen und strukturellen Eigenschaften der selbst gefertigten Proben
- Validierung der Performance in Halbzell- und Zellversuchen und Vergleich mit Referenzsystemen
- Untersuchung elektrischer und physikochemischer Performanceindikatoren sowie Ableitung von Struktur-, Performance- und Stabilitätszusammenhängen
- Skalierung vom Labormaßstab (4-25 cm²) bis hin zu einer Zellgröße von 300 cm²
- Planung und Durchführung von ex-situ-Charakterisierungen (Elektronenmikroskopie, Raman-Spektroskopie, etc.) an selbst gefertigten Proben und Referenzmaterialien in Zusammenarbeit mit entsprechenden Experten
- Präsentation und Veröffentlichung der Ergebnisse in wissenschaftlichen Vorträgen, der Dissertation und Fachzeitschriften
Das bringen Sie mit
- Überdurchschnittlich abgeschlossenes Masterstudium in Chemie, Materialwissenschaften, Chemie- oder Verfahrenstechnik, oder einem verwandten Fachgebiet; gerne mit Laborerfahrung
- Grundkenntnisse in Elektrochemie oder Impedanzspektroskopie
- Idealerweise Grundkenntnisse im Bereich Elektrolyseure oder Brennstoffzellen
- Grundlegende Programmierkenntnisse (z. B. Python) sind von Vorteil
- Selbständige und verantwortungsbewusste Arbeitsweise
- Motivation zu sorgfältiger experimenteller Arbeit im Labor sowie zur Datenanalyse und Interpretation wissenschaftlicher Ergebnisse
- Hohes Maß an Teamfähigkeit und Freude an kooperativer Zusammenarbeit
- Sehr gute Englischkenntnisse, sowohl mündlich als auch schriftlich (mindestens B2-Niveau nach dem GeR), idealerweise nachgewiesen durch ein Zertifikat
- Zudem runden gute Deutschkenntnisse Ihr Profil ab
Freuen Sie sich auf folgende Benefits
Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Sie erwartet ein vielseitiges Angebot:
- Team & Umfeld: Sie arbeiten in einem motivierten Team mit internationaler und interdisziplinärer Ausrichtung – an einer der größten Forschungseinrichtungen Europas
- Forschung & Infrastruktur: Für Ihre Arbeit steht Ihnen eine exzellente wissenschaftliche und technische Ausstattung zur Verfügung
- Vernetzung & Austausch: Sie nehmen an (internationalen) Konferenzen und Projekttreffen teil und bauen Ihr wissenschaftliches Netzwerk aktiv aus
- Betreuung & Unterstützung: Auf Ihrem Promotionsweg erhalten Sie eine kontinuierliche und fachlich fundierte Begleitung durch Ihre:n wissenschaftliche:n Betreuer:in
- Work-Life-Balance: Bei uns haben Sie die Möglichkeit zur flexiblen Arbeitszeitgestaltung, die die Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben unterstützt. Zudem besteht die Möglichkeit zum (orts-)flexiblen Arbeiten, dieses ist grundsätzlich nach Abstimmung und im Einklang mit den anstehenden Aufgaben und (Vorort-)Terminen gegeben
- Urlaub: Sie erhalten bei uns 30 Tage Urlaub
- Wissen & Weiterbildung: Ihre Weiterentwicklung ist uns wichtig – wir fördern Sie gezielt und individuell, z.B. durch Trainings- und Vernetzungsangebote speziell für Promovierende (JuDocS)
- Gesundheit & Wohlbefinden: Ihre Gesundheit liegt uns am Herzen. Freuen Sie sich auf ein umfangreiches betriebliches Gesundheitsmanagement mit vielfältigen Angeboten – z. B. durch Beachvolleyball-Platz, Laufgruppen, Yoga-Kurse und vieles mehr. Zusätzlich stehen Ihnen unser betriebsärztlicher Dienst sowie ein erfahrenes Team der Sozialberatung direkt vor Ort zur Seite
- Faire Vergütung: Die Vergütung erfolgt analog der Entgeltgruppe 13 (75%) des Tarifvertrags des öffentlichen Dienstes (TVöD-Bund). Zusätzlich zum Grundgehalt gibt es eine zusätzliche tarifliche Sonderzahlung zum Jahresende in Höhe von 75% eines Monatsgehalts. Alle Informationen zum Tarifvertrag des TVöD-Bund finden Sie auf der Seite des BMI. Die monatlichen Entgelte in Euro entnehmen Sie bitte dort auf Seite 69 ff. des PDF-Downloads
- Befristung: Die Position ist auf 3 Jahre 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.B. hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behinderung, sexueller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancengerechtes, diverses und inklusives Arbeitsumfeld, in dem alle ihre Potentiale verwirklichen können, ist uns wichtig.
Über die folgenden Links erhalten Sie weitere Informationen zu Vielfalt und Chancengerechtigkeit: https://go.fzj.de/diversitaet sowie zur gezielten Förderung von Frauen: https://go.fzj.de/job-journey-women
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