Master Thesis - Adaptive observer design for reversible solid oxide cell systems

Shaping change: this is what drives us at Forschungszentrum Jülich. As a member of the Helmholtz Association with some 7,600 employees, we conduct interdisciplinary research into a digitalized society, a climate-friendly energy system, and a sustainable economy. We focus on the natural, life, and engineering sciences in the fields of information, energy, and bioeconomy. We combine this with expertise in high‑performance computing and artificial intelligence using unique scientific infrastructures.

Am Institut für Energietechnologien – Grundlagen der Elektrochemie (IET-1) führen wir Forschung zu zukunftsweisenden Themen im Zusammenhang mit dem Energiewandel und dem Strukturwandel durch. Beispielsweise arbeiten wir an der Batterie der Zukunft und erkunden innovative Batteriekonzepte. Wir untersuchen auch, wie das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) vom Klimakiller in einen Rohstoff der Zukunft umgewandelt werden kann. Das Ziel unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist es, kosteneffiziente Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure mit verbesserter Energie- und Leistungsdichte, längerer Lebensdauer und maximaler Sicherheit zu schaffen! Die Wasserstoffproduktion auf Basis erneuerbarer Energiequellen über Hoch- und Niedertemperaturelektrolyse gewinnt für uns zunehmend an Bedeutung.

Aufgaben:

• Literaturrecherche und Einarbeitung in rSOC, mit Fokus auf Betrieb und Degradation sowie bestehende Daten und experimentelle Setups
• Literaturrecherche zur dynamischen Modellierung (Systemidentifikation), Beobachterdesign und Vergleich bestehender Beobachterstrategien für rSOC
• Entwicklung modellbasierter Beobachterstrategien für Temperaturverteilung und andere wichtige Variablen für die Regelung. Validierung an experimentellen und Simulationsdaten
• Integration adaptiver Merkmale in die Beobachterstrategie hinsichtlich Degradationsmechanismen
• Analyse der Ergebnisse: Potenzialvergleich verschiedener Beobachterstrategien hinsichtlich Leistung, Anpassungsfähigkeit und Echtzeitanwendbarkeit. Möglichkeit zur Mitwirkung an einer wissenschaftlichen Publikation

Profil:

• Derzeit im Masterstudium der Automatisierungstechnik, Verfahrenstechnik, Maschinenbau oder einem vergleichbaren Studienfeld
• Starkes Interesse an Regelungstechnik, Systemdynamik und mathematischer Modellierung
• Kenntnisse in fortgeschrittenen Regelungsmethoden wie nichtlineare Regelung bevorzugt
• Erfahrung in Programmierung (insbesondere MATLAB/Simulink) ist bevorzugt
• Fähigkeit, Initiative zu ergreifen und selbstständig zu arbeiten
• Ausgezeichnete Zusammenarbeit und Kommunikationsfähigkeiten sowie die Fähigkeit, im Team zu arbeiten
• Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift mit umfangreichem Wortschatz erforderlich (mindestens B2-Niveau gemäß dem Gemeinsamen Europäischen Referenzrahmen), idealerweise unterstützt durch ein Zertifikat, das das Sprachniveau bestätigt. Kenntnisse der deutschen Sprache sind nicht zwingend erforderlich, aber sicherlich von Vorteil.

Wir bieten:

• Bedeutsame Aufgaben: Ihre Thesis behandelt ein zukunftsorientiertes, gesellschaftlich relevantes Thema mit direkter praktischer Relevanz in einem internationalen Umfeld
• Praktische Relevanz: Bei uns sammeln Sie wertvolle praktische Erfahrungen neben Ihrem Studium und nehmen aktiv an interdisziplinären Projekten teil
• Wissenschaftliches Umfeld: Sie können exzellente wissenschaftliche Ausstattung, moderne Technologien und qualifizierte Unterstützung durch erfahrene Kollegen erwarten
• Onboarding & Teamarbeit: Sie können sich auf die Arbeit in einem engagierten, internationalen und kollegialen Team freuen. Es ist uns wichtig, dass Sie sich schnell im Team einleben und eine strukturierte Einarbeitung für Ihre Aufgaben erhalten. Wir unterstützen Sie von Anfang an und erleichtern Ihnen den Einstieg mit unseren Welcome Days und Welcome Guide
• Flexibilität: Flexible Arbeitszeiten erleichtern Ihnen die Vereinbarkeit von Arbeit und Studium
• Work-Life-Balance: Sie haben die Möglichkeit zu flexiblem Arbeiten (in Bezug auf den Standort), was nach Absprache und im Einklang mit anstehenden Aufgaben und (vor Ort) Terminen grundsätzlich möglich ist
• Gesundheit & Wohlbefinden: Ihre Gesundheit ist uns wichtig. Sie können sich auf ein umfassendes betriebliches Gesundheitsmanagement mit einem breiten Angebot freuen, darunter ein Beachvolleyballfeld, Laufgruppen, Yogakurse und vieles mehr. Darüber hinaus stehen Ihnen unser betrieblicher Gesundheitsdienst und ein erfahrenes Sozialberatungsteam vor Ort zur Verfügung.
• Campus-Erlebnis: Unser Forschungs-Campus in der Natur schafft ideale Bedingungen für kollegialen Austausch und sportliche Aktivitäten direkt vor Ort. Unsere Cafeteria bietet eine breite Palette an Optionen – Sie können eine entspannende Mittagspause mit Seeblick genießen.
• Faire Vergütung: Wir zahlen Ihnen eine angemessene Vergütung für Ihre Thesis.

Wir begrüßen Bewerbungen von Menschen mit unterschiedlichen Hintergründen, z.B. in Bezug auf Alter, Geschlecht, Behinderung, sexuelle Orientierung / Identität sowie soziale, ethnische und religiöse Herkunft. Ein vielfältiges und inklusives Arbeitsumfeld mit Chancengleichheit, in dem jeder sein Potenzial entfalten kann, ist uns wichtig.