Doktorand:in – Diagnostik und datengetriebene Modellierung von Hochtemperaturelektrolyse-Stacks (m/w/d)

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 7.600 Kolleg:innen in einem der größten For­schungs­zen­tren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!

Im Institute of Energy Technologies – Grund­lagen der Elektro­chemie (IET-1) forschen wir zu hoch­aktuellen Themen rund um die Energie­wende und den Struktur­wandel. Dabei beschäftigen wir uns zum Beispiel mit der Batterie der Zukunft und erforschen neuartige Batterie­konzepte. Wir befassen uns auch mit der Frage, wie das Treib­hausgas Kohlen­dioxid (CO2) vom Klima­killer zum Rohstoff der Zukunft werden kann. Ziel der Forschungs- und Entwicklungs­arbeiten sind kosten­günstige Batterien, Brennstoff­zellen und Elektro­lyseure mit verbesserter Energie- und Leistungs­dichte, längerer Lebens­dauer und maximaler Sicherheit! Von zunehmender Wichtig­keit ist für uns die auf erneuer­baren Energie­quellen basierende Wasser­stoff­produktion mittels Hoch- und Nieder­temperatur-Elektrolyse. Hier erfahren Sie mehr über unsere Mission und zukunfts­weisenden Projekte: go.fzj.de/iet-1.

Verstärken Sie diesen Bereich zum nächst­möglichen Zeitpunkt als

Doktorand:in – Diagnostik und datengetriebene Modellierung von Hochtemperaturelektrolyse-Stacks (w/m/d)

Gestalten Sie die Energie­wende! Im Rahmen Ihrer Promotion unter­stützen Sie die Entwicklung inno­vativer Betriebs­strategien, Diagnose­methoden und Mess­verfahren für Power-to-X-Systeme – von der Hoch­temperatur-Elektrolyse (SOEC) bis zur Brennstoff­zellen­technologie (SOFC). Dabei entwickeln Sie daten­getriebene Modelle und Verfahren, die Sie unter Verwendung modernster Test­infra­struktur in realitätsnahen Betriebs­bereichen erproben. Die entwickelten Verfahren sollen dazu dienen, den Betrieb von SOCs, etwa zur Synthesegas­erzeugung durch Ko-Elektrolyse, oder den Brennstoff­zellen­betrieb mit Biogas technisch und ökonomisch zu optimieren. Damit leisten Sie einen direkten Beitrag zu den nationalen und euro­päischen Klimazielen.

Ihre Aufgaben im Detail:

• Planung, Durch­führung und Auswertung von Langzeit- und Transienten­versuchen von Stacks mit Fest­oxidzellen (SOC) im Elektrolyse- und Brennstoff­zellmodus
• Elektrochemische Charakterisierung der Zellen im Stack­betrieb mittels gleich- und wechsel­strom­basierter Techniken (z. B. Kenn­linien / Cyclovoltammetrie, Amperometrie, elektro­chemische Impedanz­spektroskopie)
• Evaluierung bestehender Methoden von Betriebs- und Diagnose­konzepten auf SOC-Stacklevel
• Datengetriebene Modellierung mit Fokus auf Prognostik, Optimierung der Betriebs­führung oder die Charakterisierung unter­stützende Methoden
• Weiterentwicklung von Mess- und Prüf­aufbauten mit Fokus auf Robust­heit und optimaler Positionierung von Sensorik unter Berück­sichtigung der Forschungs- und Projekt­ziele
• Dokumentation der Versuchs­ergebnisse, Daten­management sowie systematische Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse auf Basis aktueller wissen­schaft­licher Literatur
• Zusammenarbeit und Vernetzung mit anderen Abteilungen am Forschungs­zentrum (Zell­entwicklung, Stackbau, System- und Komponenten­entwicklung, Mikroskopie sowie Spektroskopie)
• Präsentation der Erkennt­nisse auf Fach­konferenzen, Publikation in führenden Fach­zeit­schriften und aktiver Austausch mit Industrie- und Forschungs­partnern

• Abgeschlossenes Masterstudium in Chemie, Elektro­chemie, technischer Chemie, Chemie­ingenieur­wesen oder einer vergleich­baren Fachrichtung (z. B. Ingenieur­wesen mit Bezug zur Verfahrens­technik oder Chemie)
• Gute Kenntnisse im Bereich der Elektro­chemie, elektro­chemischer Wandler und/oder verfahrens­technischer Anlagen von Vorteil
• Gute Kenntnisse im Bereich der daten­getriebenen Modellierung (z. B. mit scikit-learn, PyTorch, TensorFlow) von Vorteil
• Kenntnisse in relevanten Programmier­sprachen für Daten­verarbeitung- / auswertung, insbesondere Python / Matplotlib, von Vorteil
• Selbstständige, strukturierte und verant­wortungs­bewusste Arbeits­weise, Einsatzbereitschaft, hohes Maß an Team­fähigkeit sowie Freude an kooperativer Zusammen­arbeit
• Sie haben Interesse daran, sich in neue Techniken und Themen einzu­arbeiten
• Gute Deutsch- und Englisch­kenntnisse

Wir arbeiten an hoch­aktuellen gesellschaft­lich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglich­keit, den Wandel aktiv mitzu­gestalten! Wir unter­stützen Sie in Ihrer Arbeit durch:

• Team und Umfeld: Sie arbeiten in einem motivierten Team mit inter­nationaler und inter­disziplinärer Ausrichtung – an einer der größten Forschungs­einrichtungen Europas.
• Forschung und Infra­struktur: Für Ihre Arbeit steht Ihnen eine exzellente wissen­schaft­liche und technische Ausstattung zur Verfügung.
• 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 (Vor-Ort-)Terminen gegeben.
• Urlaub: Sie erhalten bei uns 30 Tage Urlaub.
• Wissen und Weiter­bildung: Ihre Weiter­entwicklung ist uns wichtig – wir fördern Sie gezielt und individuell, z. B. durch Trainings- und Vernetzungsangebote speziell für Promovierende (JuDocS): go.fzj.de/JuDocs_de.
• Gesundheit und 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 für den öffent­lichen Dienst (TVöD-Bund) zuzüglich 60 % eines Monatsgehaltes als Sonderzahlung („Weihnachts­geld“). Die monatlichen Entgelte in Euro entnehmen Sie bitte der Seite des BMI: go.fzj.de/bmi.tvoed.entgelt.
• Befristung: Die Position ist auf drei Jahre befristet.

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