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Ausschreibender Bereich: IEK-14 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: 2020M-112, Materialwissenschaft, Physik, Ingenieurwesen, Chemie

Bachelor- / Masterarbeit: Optimierung edelmetallarmer Membran-Elektroden-Einheiten für die Wasserelektrolyse

Unter den kommerziell verfügbaren Elektrolyse-Technologien ist die Protonenaustauschmembran (PEM)-Wasserelektrolyse-Technologie die vielversprechendste aufgrund ihrer geringen Stellfläche und Kompaktheit, ihrer Einfachheit, ihres großen Arbeitsbereichs und mehr. Eine der größten Hürden im Zusammenhang mit der PEM-Elektrolysetechnologie sind jedoch die hohen Kosten für die im Stack verwendeten Materialien. Derzeit sind nur wenige Materialien in der Lage, der rauen sauren und korrosiven Umgebung in PEM-Wasserelektrolyseuren standzuhalten. Dazu gehören die Platingruppenmetalle (PGM) Iridium und Platin, die für die Katalysatorschichten und auch zum Schutz von porösen Transportschichten (PTL) und Separatorplatten vor Passivierung und Korrosion verwendet werden.

Zielsetzungen:
Der Schwerpunkt dieser Masterarbeit liegt darin, durch Sprühbeschichtung niedrig PGM-beladene Katalysatorschichten zu ermöglichen und hocheffiziente und langlebige Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) für PEM-Wasserelektrolyseure herzustellen. Das Hauptziel dieser Studie besteht darin, die verschiedenen Sprühbeschichtungsparameter und Druckfarbenformulierungen zu analysieren und sie nach ihrer Bedeutung zu ordnen.

Ihre Aufgaben:

  • Optimierung von Farbformulierungen
  • Untersuchung der wichtigsten Sprühbeschichtungsparameter und ihrer Auswirkungen
  • Physikalisch-chemische Charakterisierung der Tinte
  • Physikalisch-chemische und elektrochemische Charakterisierung der Katalysatorschicht, MEAs
  • Untersuchung der Korrelation zwischen elektrochemischen Eigenschaften und Produktion

Ihr Profil:

  • Grundstudium mit hervorragenden Noten in Materialwissenschaft, Physik, Ingenieurwesen oder Chemie.
  • Grundkenntnisse in Elektrochemie.
  • Erfahrung im Labor.
  • Lernbereitschaft und die Fähigkeit, über den Tellerrand hinaus zu denken
  • Ausgezeichnete Kooperations-, Kommunikations- und Teamfähigkeit.
  • Selbstständig, selbstmotiviert und verantwortungsbewusst.
  • Fließende Englischkenntnisse sind obligatorisch.
  • Fließende Deutschkenntnisse sind von Vorteil.

Wir bieten:

  • Internationales Forschungsumfeld.
  • Gut ausgestattete Labors in einem der größten Forschungszentren Europas.
  • Betreute Autonomie.
  • Die Nähe zu den schönen Städten Köln und Aachen.

Kontakt:
Nikolai Utsch

Forschungszentrum Jülich
Institut für Energie- und Klimaforschung
IEK-14: Elektrochemische Verfahrenstechnik

n.utsch@fz-juelich.de