Forschung für eine Gesellschaft im Wandel: Das ist unser Antrieb im Forschungszentrum Jülich. Als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft stellen wir uns großen gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit und erforschen Optionen für die digitalisierte Gesellschaft, ein klimaschonendes Energiesystem und ressourcenschützendes Wirtschaften. Arbeiten Sie gemeinsam mit rund 7.400 Kolleg:innen in einem der größten Forschungszentren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!
Der Institutsbereich „Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren (IMD-2)“ im „Institute of Energy Materials and Devices (IMD)“ bietet ein dynamisches und internationales Arbeitsumfeld. Wir entwickeln Materialien und Komponenten für moderne Energiewandler und Hochleistungsspeicher (insbesondere oxidkeramische Brennstoff- / Elektrolysezellen, Festkörperbatterien, Wärmedämmschichten für Gasturbinen sowie auch Gastrennmembranen). Der Schwerpunkt liegt dabei auf anorganischen Werkstoffen, die als Funktionsschichten aus Pulvern oder über die Gasphase verarbeitet werden. Unsere Arbeit beinhaltet den schnellen Transfer von wissenschaftlichen Ergebnissen und den entwickelten Technologien in die Industrie.
Verstärken Sie das IMD-2 zum nächstmöglichen Zeitpunkt als
Doktorand:in – Entwicklung protonenleitender keramischer Elektrolyseure (PCCEL) mit erhöhter Lebensdauer (w/m/d)
Die Hochtemperatur-Elektrolyse (HTEL) bietet den höchsten Wirkungsgrad aller bekannten Wasserelektrolysetechnologien, ist aber im Bezug auf die technologische Reife noch weniger weit entwickelt. Innerhalb der HTEL stellen Elektrolysezellen mit protonenleitenden Membranen aus Oxidkeramiken (proton-conducting ceramic electrolysis cells, PCCEL) die innovativste Technologie dar, um grünen Wasserstoff aus H2O und regenerativem Strom zu erzeugen. Die Vorteile dieser Technologie liegen vor allem in der reduzierten Betriebstemperatur und der Erzeugung von reinem, wasserfreiem Wasserstoff als Produktgas. Im Rahmen eines technologieübergreifenden Projekts auf europäischer Ebene sollen verbesserte PCCEL entwickelt werden, insbesondere im Hinblick auf die Stabilität der Zelle im Betrieb. Die hier angebotene Stelle befasst sich mit der Herstellung und Optimierung von PCCEL mittels suspensionsbasierter Verfahren (z. B. Folienguss und Siebdruck). Im Rahmen des Projekts werden die hergestellten Zellen von Projektpartnern getestet und gemeinsam werden ein Verständnis der vorherrschenden Degradationsmechanismen und Strategien für eine bessere Stabilität entwickelt.
Ihre Aufgaben umfassen hauptsächlich Folgendes:
- Herstellung und Optimierung von keramischen Suspensionen einschließlich der Charakterisierung und Vorbehandlung der verwendeten Pulver, Wahl geeigneter Dispergiersysteme und Konzentrationen
- Verarbeitung keramischer Suspensionen im Folienguss- und Siebdruckverfahren zur Herstellung von PCCEL; dies schließt eine Analyse des Sinterverhaltens des Mehrschichtverbundes sowie die Auswirkungen der Suspensionszusammensetzung darauf ein, um elektrodengetragene PCCEL mit dünnen und gasdichten Elektrolyten herzustellen
- Analyse der Leistungscharakteristik und der Degradationsmechanismen der PCCEL in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern
- Durchführung von Post-mortem-Analysen (PMA) zur Identifizierung von mikrostrukturellen und chemischen Veränderungen der Zellen nach Betrieb
- Iterative Verbesserung des Zelldesigns durch Identifikation der wichtigsten Degradationseffekte und Umsetzung von Gegenmaßnahmen auf Zellebene
- Erfolgreich abgeschlossenes Masterstudium der Materialwissenschaften, Werkstofftechnik oder einer vergleichbaren Fachrichtung mit sehr guter Abschlussnote
- Gute Kenntnisse auf dem Gebiet der Materialwissenschaften, der Festkörperchemie und idealerweise der keramischen Verfahrenstechnik
- Erfahrung auf dem Gebiet der Pulversynthese sowie in der Herstellung keramischer Bauteile ist ein großer Vorteil
- Kenntnisse auf dem Gebiet der keramischen Ionenleiter sowie der Elektrochemie sind ein Vorteil
- Sehr gute Englischkenntnisse (fließend in Wort und Schrift)
- Gute Deutschkenntnisse von Vorteil
- Freude an der Bearbeitung komplexer Aufgaben und am Lernen sowie eine eigenständige Arbeitsweise und Teamfähigkeit
Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir unterstützen Sie in Ihrer Arbeit durch:
- Einen großen Forschungscampus im Grünen, der beste Möglichkeiten zur Vernetzung mit Kolleg:innen sowie zum sportlichen Ausgleich neben der Arbeit bietet
- Eine hoch motivierte Arbeitsgruppe sowie ein internationales und interdisziplinäres Arbeitsumfeld in einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
- Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
- Möglichkeit zur Teilnahme an (internationalen) Konferenzen und Projekttreffen
- Kontinuierliche fachliche Betreuung durch Ihre:n wissenschaftliche:n Betreuer:in
- Die Möglichkeit zum (orts-)flexiblen Arbeiten, z. B. im Homeoffice
- 30 Tage Urlaub (in Abhängigkeit des gewählten Arbeitszeitmodells) sowie alle Brückentage und zwischen Weihnachten und Neujahr immer dienstfrei
- Weiterentwicklung Ihrer persönlichen Stärken, z. B. durch ein umfangreiches Trainingsangebot; ein strukturiertes Programm mit Weiterbildungs- und Vernetzungsangeboten speziell für Promovierende über JuDocS, das Jülich Center for Doctoral Researchers and Supervisors: https://www.fz-juelich.de/en/judocs
Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: https://go.fzj.de/Benefits.
Die Position ist vorerst auf drei Jahre befristet. Die Vergütung erfolgt analog der Entgeltgruppe 13 (75 %) des Tarifvertrags für den öffentlichen Dienst (TVöD-Bund) zuzüglich 60 % eines Monatsgehaltes als Sonderzahlung („Weihnachtsgeld“). Eine über die Grundvergütung hinausgehende Vergütung ist ggf. möglich. Informationen zur Promotion im Forschungszentrum Jülich inklusive der Standorte finden Sie unter https://www.fz-juelich.de/gp/Karriere_Docs.