Master's / PhD Thesis (m/f/d) Characterisation and Modelling of Corrugated Catalyst Supports

Umicore ist ein globales Unternehmen für fortschrittliche Materialien und Recycling, das Materialien für ein besseres Leben entwickelt, produziert und recycelt.

Umicore liefert die Katalysatorlösungen für heute und morgen. Wir reduzieren schädliche Emissionen durch fortschrittliche Automobilkatalysatoren, ermöglichen das Fahren mit Brennstoffzellen und sauberem Wasserstoff mit modernsten Katalysatortechnologien und unterstützen die pharmazeutische Produktion mit innovativen chemischen Katalysatoren. Wir helfen unseren Kunden, strenge Umweltstandards zu erfüllen und gleichzeitig Effizienz und Leistung zu verbessern.

Hintergrund: Corrugierte keramische Katalysatorträger werden in Abgasnachbehandlungssystemen für Nutzfahrzeuge, Marineanwendungen und stationäre Motoren eingesetzt und werden zunehmend für Technologien zur Kohlenstoffabscheidung in Betracht gezogen. Im Vergleich zu herkömmlichen keramischen Trägern bieten sie Vorteile wie geringes Gewicht, hohe Katalysatorbeladungskapazität und günstige Strömungseigenschaften. Aufgrund ihrer geschichteten Struktur auf Basis keramischer Faserstoffe zeigen diese Träger ein komplexes mechanisches Verhalten, das sich erheblich von dem herkömmlicher spröder Keramiken unterscheidet. Neben elastischen Deformationen können auch plastische Deformationsmechanismen auftreten, deren Ursprünge und Auswirkungen noch nicht vollständig verstanden sind. Ein tieferes Verständnis dieser Phänomene ist entscheidend für die Optimierung des Materialdesigns, der Fertigungsprozesse und der langfristigen Leistung zukünftiger Katalysatorträgersysteme.

Projektbeschreibung: Ziel dieser Thesis ist es, das mechanische Verhalten von corrugierten Katalysatorträgern über verschiedene Phasen ihres Lebenszyklus zu charakterisieren und zu modellieren. Es werden fortschrittliche experimentelle Methoden angewendet, weiterentwickelt und validiert, um die mechanischen Eigenschaften dieser Strukturen zu untersuchen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Etablierung zuverlässiger Charakterisierungsansätze für komplexe faserbasierte keramische Systeme. Das Projekt umfasst zudem die Entwicklung und Bewertung geeigneter Modellierungsstrategien, einschließlich Ansätzen zur reduzierten Ordnung (Reduced Order Modelling, ROM), um das mechanische Verhalten von corrugierten Katalysatorträgern effizient zu beschreiben und vorherzusagen. Darüber hinaus wird der Einfluss von Prozess- und Materialparametern auf die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts untersucht, wobei Modellierungsansätze verwendet werden, um quantitative Beziehungen zwischen den Fertigungsbedingungen, der Materialstruktur und der mechanischen Leistung herzustellen.

Rahmenbedingungen: Die Arbeit wird am Standort der Umicore AG & Co. KG in Hanau, Deutschland, durchgeführt. Die wissenschaftliche Betreuung und Bewertung erfolgt in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Darmstadt. Der gesamte wissenschaftliche Umfang entspricht dem eines Promotionsprojekts. Einzelne Arbeitspakete können jedoch so definiert werden, dass sie für eine Masterarbeit oder, wo angemessen, ein verlängertes Praktikum geeignet sind. Diese Aktivitäten können anschließend fortgesetzt und in ein Promotionsprojekt integriert werden.

Was wir bieten: Wir streben danach, den Weg zu weisen. Nicht nur für unsere Kunden, sondern auch für unsere Mitarbeiter. Deshalb bemühen wir uns, ein kollaboratives Umfeld zu schaffen, in dem wir alle erfolgreich sein können, und eine Kultur, durch die wir alle Ideen teilen, unser Fachwissen entwickeln und unsere Karrieren vorantreiben können. Wir engagieren uns für den Aufbau einer integrativen Arbeitskultur, die allen Mitarbeitern unabhängig von ihren unterschiedlichen Hintergründen gleiche Chancen bietet. Wie Sie von einem weltweit führenden Unternehmen erwarten würden, werden wir auch Ihren Beitrag mit einem wettbewerbsfähigen Gehalt und Sozialleistungen belohnen. Stellen Sie sich vor, was Sie mit all dem und mehr erreichen könnten!