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Veronika Kovzel

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Herr Dr. Norbert Weber Tel.: +49 351 260 3112,
Herr Dr. Tom Weier Tel.: +49 351 260 2226

Arbeitsort/ Arbeitszeit:
Dresden-Rossendorf
39 h/Woche

Bewerbungsschluss:
31. Oktober 2020

Jetzt online bewerben:
deutsch / englisch
Job-Id: 118/2020 (1039)

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Helmholtz-Zentrum
Dresden-Rossendorf
Bautzner Landstraße 400
01328 Dresden

Wissenschaftlicher Mitarbeiter/Postdoc (w/m/d): Experimentelle Untersuchung von Flüssigmetallbatterien

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ist eine Forschungseinrichtung mit ca. 1.200 Mitarbeitenden und Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Seine fachübergreifenden wissenschaftlichen Schwerpunkte liegen in den Forschungsbereichen Energie, Gesundheit und Materie. 

Das Institut für Fluiddynamik betreibt Grundlagen- und angewandte Forschungen auf den Gebieten der Thermo- und Fluiddynamik und der Magnetohydrodynamik mit dem Ziel, die Nachhaltigkeit, die Energie-Effizienz und die Sicherheit industrieller Prozesse zu verbessern.

Im Institut, Abteilung Magnetohydrodynamik, ist, vorbehaltlich der Mittelbewilligung, ab 1. Januar 2021 für vier Jahre eine Stelle als Wissenschaftlicher Mitarbeiter/Postdoc (m/w/d): Experimentelle Untersuchung von Flüssigmetallbatterien zu besetzen.

Kontext

Am HZDR arbeiten Elektrochemiker, Physiker und Ingenieure gemeinsam an der Entwicklung der nächsten Generation stationärer Energiespeicher. Die Abteilung Magnetohydrodynamik hat über 10 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Hochtemperatur-Batterien, und ist weltweit führend in der Strömungsmechanik und dem Stofftransport in Flüssigmetallbatterien.

Im Rahmen des Horizon 2020 Projekts „SOLSTICE“ wird das HZDR ein Konsortium aus 12 europäischen Partnern aus Wissenschaft und Industrie koordinieren, um Na-Zn Batterien zu entwickeln. Besagte Zellen arbeiten bei erhöhten Temperaturen, erreichen extreme Stromdichten bei einer potentiell sehr hohen Lebensdauer und sind einfach recycelbar. Der sehr günstige Preis und die exzellente Verfügbarkeit der Rohstoffe machen Na-Zn Batterien zu einem idealen Kandidaten für großskalige stationäre Speicher.

Die im Projekt zu bearbeitenden Forschungsthemen umfassen u.a. Materialien, Elektrochemie, Recycling, Elektrolyt-Entwicklung, Stofftransport und die Dichtung der Zellen. Das langfristige Ziel ist der Bau und Betrieb von zwei Demonstratoren: einer Mittel-Temperatur-Batterie (300°C) mit Festelektrolyt, und einer komplett flüssigen Hochtemperatur-Batterie (600°C). Das HZDR wird das Projekt koordinieren, und sich mittels Neutronen-Radiographie und numerischer Simulation schwerpunktmäßig dem Stofftransport und der Elektrochemie widmen. Schlussendlich sollen in Dresden zwei Demonstratoren aufgebaut, und getestet werden.

Tätigkeitsbeschreibung

Der erfolgreiche Kandidat (w/m/d) soll zunächst eine Mittel- und Hochtemperaturzelle für die Neutronenbildgebung aufbauen, und betreiben. Dies umfasst die Konstruktion, Temperaturhaltung und Optimierung der Zelle mittels eines Monte-Carlo Modells. Die Arbeiten werden in enger Kooperation mit den internationalen Partner durchgeführt, welche u.a. die Hochtemperatur-Durchführungen und Materialien zur Verfügung stellen. Sehr gute Kommunikationsfähigkeiten und die Bereitschaft zur Arbeit in einem internationalen Team sind daher erforderlich. Die Bildgebungszellen sollen zunächst an der TU Dresden getestet, und später in München oder Villingen (PSI) betrieben werden. Stofftransport-Überspannungen sollen erst elektrochemisch (EIS) gemessen, und später via Neutronenradiographie visualisiert werden.

Die zweite Aufgabe umfasst den Aufbau und Betrieb von zwei Batterie-Demonstratoren. Das Zelldesign, die Materialien und das BMS werden von den europäischen Partnern zur Verfügung gestellt. Am HZDR werden die Zellen montiert, und eine Heizsystem entwickelt. Es soll sowohl eine Mittel- als auch eine Hochtemperaturbatterie für mehrere Monate betrieben werden.

Ihr zukünftiges Aufgabengebiet umfasst:

  • Konstruktion, Aufbau und Optimierung von zwei Neutronen-Bildgebungs-Zellen
  • elektrochemische Charakterisierung der Zellen
  • Durchführung und Auswertung der Bildgebungsexperimente
  • Aufbau und Betrieb von zwei Batterie-Demonstratoren
  • enge Zusammenarbeite mit Partnern in Norwegen, der Schweiz, Spanien und Italien
  • Publikation der Ergebnisse

Ihr Profil:

  • abgeschlossenes Hochschulstudium (Master / Diplom) oder Dissertation in Elektrochemie, Maschinenbau, oder einem ähnlichen Studiengang
  • Bereitschaft zum Umgang mit heißen Metallen und Salzschmelzen
  • selbstständige, strukturierte und lösungsorientierte Arbeitsweise
  • Motivation zur Arbeit in einem multidisziplinären und internationalem Arbeitsumfeld
  • exzellente Englischkenntnisse

Von Vorteil:

  • Erfahrung mit Flüssigmetallen, oder geschmolzenen Salzen
  • Erfahrung mit dem Arbeiten in einer Glovebox
  • Kenntnis elektrochemischer Methoden (EIS, Cyclovoltammetrie) und Analysemethoden (LIBS, Massenspektrometer)
  • nachgewiesene Publikationstätigkeit
  • Erfahrung mit (Neutronen-)Radiographie bzw. Bildverarbeitung

Literatur

  • X. Lu et al. A novel low-cost sodium-zinc chloride battery. Energy & Environmental Sci. 6 (2013) 1837-1843.
  • J. Xu et al. Na-Zn liquid metal battery. J. Power Sources 332 (2016) 274-280.

Was wir Ihnen bieten:

  • ein spannendes Arbeitsumfeld auf einem attraktiven Forschungscampus

  • hohe wissenschaftliche Vernetzung und wissenschaftliche Exzellenz

  • Vergütung und Sozialleistungen nach dem Tarifvertrag des öffentlichen Dienstes (TVöD-Bund)

  • 30 Urlaubstage pro Jahr

  • betriebliche Altersvorsorge (VBL)

  • Vereinbarkeit von Privatleben und Beruf unterstützen wir mit:

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