Masterarbeit – Elektrochemische Untersuchung an Katalysatoren für die Anionenaustauschmembran-Elektrolyse (AEM-Elektrolyse)

Forschung für eine Gesellschaft im Wandel: Das ist unser Antrieb im Forschungszentrum Jülich. Als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft stellen wir uns großen gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit und erforschen Optionen für die digitalisierte Gesellschaft, ein klimaschonendes Energiesystem und ressourcenschützendes Wirtschaften. Arbeiten Sie gemeinsam mit rund 7.600 Kolleg:innen in einem der größten Forschungszentren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!

Im Institute of Energy Technologies – Grundlagen der Elektrochemie (IET-1) forschen wir zu hochaktuellen Themen rund um die Energiewende und den Strukturwandel. Dabei beschäftigen wir uns zum Beispiel mit der Batterie der Zukunft und erforschen neuartige Batteriekonzepte. Wie man das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) vom Klimakiller zum Rohstoff der Zukunft machen könnte, ist ein weiteres spannendes Thema, mit dem wir uns befassen. Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind kostengünstige Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure mit verbesserter Energie- und Leistungsdichte, längerer Lebensdauer und maximaler Sicherheit! Hier erfahren Sie mehr über unsere Mission und zukunftsweisende Projekte: go.fzj.de/iet-1.

Wir bieten Ihnen eine spannende

Masterarbeit – Elektrochemische Untersuchung an Katalysatoren für die Anionenaustauschmembran-Elektrolyse (AEM-Elektrolyse)

• Die AEM-Elektrolyse stellt eine Schlüssel­technologie zur Wasser­stoff­erzeugung dar, denn sie vereint die Vorteile konkurrierender Elektrolyse­verfahren, wie der alkalischen und der Protonen­austausch­membran-Elektrolyse, durch den Einsatz edel­metall­freier und kosten­günstiger Katalysatoren bei gleich­zeitig höheren Strom­dichten im Betrieb. Aktuell werden in der AEM-Elektrolyse über­wiegend Nickel-basierte Katalysatoren verwendet. Diese sollen durch weniger kritische Rohstoffe reduziert bzw. ersetzt werden. Im Rahmen dieser Arbeit sollen alternative Katalysatoren für den Einsatz in der AEM-Elektrolyse durch den Einsatz verschiedener elektro­chemischer Charakterisierungs­methoden, z. B. lineare und cyclische Voltammetrie (LSV, CV), elektro­chemische Impedanz­spektroskopie (EIS) und rotierende Scheiben­elektrode (RDE) sowie weitere Analyse­methoden, umfassend unter­sucht werden.
• Ihre Aufgaben im Detail:
• Durchführung einer eingehenden Literatur­recherche zu Katalysator­materialien in der AEM-Elektrolyse und elektro­chemischen Charakterisierungs­methoden
• Durchführung von Experimenten zur Bestimmung elektro­chemischer Basis­größen wie der elektro­chemisch aktiven Ober­fläche, katalytischen Aktivität und Kinetik verschiedener Katalysatoren und -gemische
• Untersuchung der chemischen Korrosions­neigung und elektrochemischen Stabilität
• Analyse struktureller und oberflächen­spezifischer Eigen­schaften mittels begleitender Analytik, z. B. Partikel­größen­verteilung der eingesetzten Katalysatoren und Kontakt­winkel­messung
• Ergebnisbericht in Präsentationen und möglicher­weise durch eine wissen­schaft­liche Publikation in einer Fachzeit­schrift

• Laufendes Masterstudium in Chemie, Chemie­ingenieur­wesen, Physik oder Material­wissen­schaften bzw. einer ähnlichen Fachrichtung
• Fundierte Arbeits­erfahrung in einem chemischen Labor
• Kenntnisse in der anorganischen Chemie und Elektro­chemie
• Grundlegende Kenntnisse im Bereich Katalyse, Korrosion oder Wasser­elektrolyse wünschenswert
• Interesse an elektro­chemischen Charakterisierungs­methoden und analytischer Arbeit
• Motivation, qualitativ hoch­wertige Labor­arbeit, Datenanalyse und Ergebnis­interpretation zu leisten
• Sehr gute Englisch­kenntnisse in Wort und Schrift; Deutsch­kenntnisse von Vorteil