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Ausschreibender Bereich: IEK-14 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: 2020M-004, Elektrochemische Verfahrenstechnik, Energietechnik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Computational Engineering Science

Masterarbeit: Experimentelle Bestimmung und Modellierung des Einflusses von Defekten / Anisotropien auf die Eigenschaften von graphitischen Bipolarplatten für die Qualitätskontrolle von Brennstoffzellensystemen

Beginn der Arbeit: Flexibel/ nach Vereinbarung

Hintergrund
Das IEK-14 leistet innerhalb eines industrienahen Konsortialprojektes einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie im Verkehrssektor und im Energiemarkt durch die Unterstützung des Aufbaus einer international wettbewerbsfähigen Zulieferindustrie. Besonderer Fokus liegt dabei auf Standardisierung von Messvorschriften und der Entwicklung von Messmethoden für die Qualitätskontrolle von graphitischen und metallischen Bipolarplatten. Die Bipolarplatte ist eine zentrale Komponente in Elektrolyse- und Brennstoffzellensystemen. Für das Forschungsvorhaben haben sich sechs deutsche Forschungseinrichtungen mit großer Expertise auf diesem Gebiet zu einem Forschungsverbund zusammengeschlossen. Ziel des Projektes am IEK-14 ist die Entwicklung einer Messmethode zur Detektion von lokalen Defekten und Anisotropien als Qualitätsmerkmal für graphitische Bipolarplatten in Niedertemperatur- und Hochtemperatur- Brennstoffzellenanwendungen.

Aufgabenbeschreibung
Ziel der Masterarbeit ist es, durch Potentialmessungen an graphitischen Bipolarplatten den Einfluss von Qualitätsmerkmalen wie lokale Defekte und Anisotropien auf die Potentialfeldverteilung in der Bipolarplatte herauszuarbeiten. Dafür soll ein selbst entwickelter Messstand zur Potentialfeldbestimmung verwendet und durch die Programmierung von Messprotokollen in LabView ergänzt und weiterentwickelt werden. Durch Literaturrecherche und Interpretation der Potentialfelder soll auf die physikalischen Eigenschaften sowie die innere Struktur der Bipolarplatten und Bipolarplattenmaterialien zurückgeschlossen werden.

In einem weiteren Schritt sollen die Erkenntnisse aus den Potentialmessungen mit Messungen von anderen Verfahren, wie z.B. der X-Ray-Computertomographie verglichen werden. Über ein Reverse Engineering Verfahren soll aus den Tomographiedaten ein Simulationsmodell der Bipo-larplatte erstellt werden. Mit Hilfe von „ANSYS Mechanical“ soll in anschließender Simulation des 3D-Modells die Potentialfeldverteilung in der Bipolarplatte simuliert und ein Zusammenhang zwischen den Potentialmessungen und der aus den Tomographiedaten ermittelten inneren Struktur der Bipolarplatte hergestellt werden.

Anforderungen:

  • Gute Leistungen in Ihrem Studium der Verfahrenstechnik, Energietechnik, Maschinen-bau, Elektrotechnik, Computational Engineering Science oder eines vergleichbaren Studiengangs
  • Vorkenntnisse in ANSYS und LabView sind vorteilhaft
  • Interesse an der Entwicklung neuartiger Lösungsansätze
  • Selbstständige und analytische Arbeitsweise
  • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Unser Angebot:

  • Eine vielseitige, hochmotivierte Arbeitsgruppe mit internationaler Prägung innerhalb einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa.
  • Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur.
  • Intensive Betreuung der Arbeit vor Ort.
  • Vergütung Ihrer Arbeit

Ansprechpartner:
Michael Sietmann (M. Sc.)
Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK)
IEK-14: Elektrochemische Verfahrenstechnik
Verfahrenstechnik Elektrolyse
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

E-Mail: m.sietmann@fz-juelich.de
Telefon +49 2461 61-3850

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