Doktorand:in – Herstellung, Charakterisierung und Anwendung von neuartigen Elektroden für die P[...]

Das Institute of Energy Technologies – Grundlagen der Elektrochemie (IET-1) beschäftigt sich mit den wissenschaftlichen Grundlagen der Entwicklung leistungsstarker und ressourceneffizienter Materialien und Komponenten zur elektrochemischen Energiespeicherung und Energiewandlung. Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind kostengünstige Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure mit verbesserter Energie- und Leistungsdichte, längerer Lebensdauer und maximaler Sicherheit! Diese Schlüsseltechnologien tragen dazu bei, die Energiewende und den Strukturwandel im Rheinischen Revier voranzutreiben.

Ihre Aufgaben im Team:

• Im Rahmen eines Forschungsprojekts sollen neuartige, PFSA-freie Elektroden für die PEM-Wasserelektrolyse entwickelt werden, die in ihrer Effizienz und Stabilität mit heute üblichen PFSA-basierten Systemen vergleichbar sind oder diese übertreffen.
• Ein besonderer Fokus liegt auf der Entwicklung und Optimierung von Herstellungsverfahren poröser Transportelektroden (PTEs) für Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) als zentrale funktionale Komponente des PEM-Elektrolyseurs.
• Frühe Arbeiten konzentrieren sich auf die Herstellung von PTE-Proben unter Anwendung unterschiedlicher Fertigungstechniken und -parametern und ihre umfassende Charakterisierung.
• Ausgewählte Kandidaten sollen dann in Halbzell- und Zellversuchen im Labormaßstab auf ihre Zellperformance hin untersucht und auf eine für die Anwendung relevante Größe skaliert werden.
• Aus den experimentellen Erkenntnissen sollen fundamentale Struktur-Wirkungszusammenhänge für Leistung und Stabilität der Elektrolyseure mit PTE-Ansatz aufgeklärt werden.

Ihre Aufgaben im Detail:

• Prozessierung (Elektrodenbeschichtung) und Optimierung poröser Transportelektroden (PTEs) für den Einsatz mit konventionellen sowie neuartigen fluorfreien Membranen in Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs).
• Charakterisierung der elektrochemischen und strukturellen Eigenschaften der selbst gefertigten Proben.
• Validierung der Performance in Halbzell- und Zellversuchen und Vergleich mit Referenzsystemen.
• Untersuchung elektrischer und physikochemischer Performanceindikatoren sowie Ableitung von Struktur-, Performance- und Stabilitätszusammenhängen.
• Skalierung vom Labormaßstab (4-25 cm²) bis hin zu einer Zellgröße von 300 cm².
• Planung und Durchführung von ex-situ-Charakterisierungen (Elektronenmikroskopie, Raman-Spektroskopie, etc.) an selbst gefertigten Proben und Referenzmaterialien in Zusammenarbeit mit entsprechenden Experten.
• Präsentation und Veröffentlichung der Ergebnisse in wissenschaftlichen Vorträgen, der Dissertation und Fachzeitschriften.

Das bringen Sie mit:

• Überdurchschnittlich abgeschlossenes Masterstudium in Chemie, Materialwissenschaften, Chemie- oder Verfahrenstechnik, oder einem verwandten Fachgebiet; gerne mit Laborerfahrung.
• Grundkenntnisse in Elektrochemie oder Impedanzspektroskopie.
• Idealerweise Grundkenntnisse im Bereich Elektrolyseure oder Brennstoffzellen.
• Grundlegende Programmierkenntnisse (z. B. Python) sind von Vorteil.
• Selbständige und verantwortungsbewusste Arbeitsweise.
• Motivation zu sorgfältiger experimenteller Arbeit im Labor sowie zur Datenanalyse und Interpretation wissenschaftlicher Ergebnisse.
• Hohes Maß an Teamfähigkeit und Freude an kooperativer Zusammenarbeit.
• Sehr gute Englischkenntnisse, sowohl mündlich als auch schriftlich (mindestens B2-Niveau nach dem GeR), idealerweise nachgewiesen durch ein Zertifikat.
• Zudem runden gute Deutschkenntnisse Ihr Profil ab.

Freuen Sie sich auf folgende Benefits:

• Team & Umfeld: Sie arbeiten in einem motivierten Team mit internationaler und interdisziplinärer Ausrichtung – an einer der größten Forschungseinrichtungen Europas.
• Forschung & Infrastruktur: Für Ihre Arbeit steht Ihnen eine exzellente wissenschaftliche und technische Ausstattung zur Verfügung.
• Vernetzung & Austausch: Sie nehmen an (internationalen) Konferenzen und Projekttreffen teil und bauen Ihr wissenschaftliches Netzwerk aktiv aus.
• Betreuung & Unterstützung: Auf Ihrem Promotionsweg erhalten Sie eine kontinuierliche und fachlich fundierte Begleitung durch Ihre:n wissenschaftliche:n Betreuer:in.
• 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 (Vorort-)Terminen gegeben.
• Urlaub: Sie erhalten bei uns 30 Tage Urlaub.
• Wissen & Weiterbildung: Ihre Weiterentwicklung ist uns wichtig – wir fördern Sie gezielt und individuell, z. B. durch Trainings- und Vernetzungsangebote speziell für Promovierende (JuDocS).
• Gesundheit & 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 des öffentlichen Dienstes (TVöD‑Bund). Zusätzlich zum Grundgehalt gibt es eine zusätzliche tarifliche Sonderzahlung zum Jahresende in Höhe von 75 % eines Monatsgehalts.
• Befristung: Die Position ist auf 3 Jahre befristet.

Wir freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit vielfältigen Hintergründen, z. B. hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behinderung, sexueller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancengerechtes, diverses und inklusives Arbeitsumfeld, in dem alle ihre Potentiale verwirklichen können, ist uns wichtig.

Dienstort: Jülich

Beginn: Zum nächstmöglichen Termin

Gehalt: EG 13 (75 %) TVöD-Bund

Bewerbungsfrist: