Navigation und Service

Ausschreibender Bereich: IEK-9 - Grundlagen der Elektrochemie
Kennziffer: 2021M-054, Materialwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Physik oder Chemie

Masterarbeit: Untersuchung des Einflusses von Fremdionen auf die Leitfähigkeit von Polymerelektrolytmembranen

Wasserstoff ist ein bedeutender Energieträger in einer auf erneuerbaren Energien aufbauenden Wirtschaft. Mittels Elektrolyse kann Wasserstoff aus Strom und Wasser produziert werden, wobei die Membran in Elektrolyseuren eine entscheidende Komponente für die Leistungsfähigkeit dieser Energiewandler darstellt, in dem sie Edukte und Produkte an beiden Elektroden trennt und den Transport der ionischen Ladungsträger realisiert. In Elektrolyseuren akkumulieren Polymerelektrolytmembranen die ionischen Verunreinigungen des zugeführten Wassers und verschlechtern damit ihre Leitfähigkeit. Für die Auslegung von Elektrolyseuren und die Charakterisierung ihrer Langlebigkeit ist die detaillierte Charakterisierung der Verunreinigungen durch Fremdionen und deren Einfluss auf die Leitfähigkeit von grundlegender Bedeutung.


Aufgabenbeschreibung

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Messstand zur Bestimmung der Leitfähigkeit in Betrieb genommen werden, wobei Membranen mit unterschiedlichen Fremdionen präpariert werden. Die Messungen erfolgen einerseits in Form einer 4-Punkt Impedanzmessung, aus denen die Leitfähigkeit bestimmt wird. Andererseits werden Gleichstrommessungen benutzt um den Realbetrieb des Elektrolyseures abzubilden. Die Ergebnisse werden mit physikochemischen Effekten erklärt und diskutiert, so dass Struktur-Wirkungsmechanismen ergründet werden können.

  • Literaturrecherche zu Messverfahren an Polymermembranen
  • Inbetriebnahme eines Messstandes zur Messung der ionischen Leitfähigkeit von Membranen
  • Dokumentation der Messprozeduren
  • Auswertung der gemessenen Impedanzspektren
  • strukturierte Darstellung, Diskussion und Präsentation der Ergebnisse

Anforderungen

  • Studium in Materialwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Physik oder Chemie
  • Erfahrungen und Kenntnisse in Messtechnik, Materialcharakterisierung oder Elektrochemie
  • Fähigkeit zu Zusammenarbeit und Kommunikation
  • Hohe Motivation, Interesse für die Fragestellungen und Fähigkeit zu selbständiger Arbeit
  • Gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift, englische Sprachkenntnisse sind von Vorteil

Unser Angebot

  • Eine vielseitige, hochmotivierte Arbeitsgruppe internationaler Prägung innerhalb einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
  • Eine hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
  • Einbindung der Arbeit in laufende Forschungsprojekte
  • Die Möglichkeit der aktiven Mitgestaltung des Energiesystems der Zukunft
  • Intensive Betreuung der Arbeit vor Ort

Die ausgeschriebene Stelle ermöglicht es, sich Fachwissen und Erfahrung anzueignen, um die Voraussetzungen für eine Karriere in Wissenschaft oder Industrie auf dem Arbeitsgebiet „Zukünftige Energiesysteme“ zu schaffen.

Ansprechpartner

Dr. Max Schalenbach, m.schalenbach@fz-juelich.de
Dr. Hermann Tempel, h.tempel@fz-juelich.de
Dr. Hans Kungl, h.kungl@fz-juelich.de

Institut für Energie- und Klimaforschung
IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

Internet: https://www.fz-juelich.de/iek/iek-9