Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Masterarbeit zur Auslegung und Bewertung eines thermochemischen Kompressors (w/m/d)

Jülich

Wissenschaft & Forschung

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Das Institut für Future Fuels trägt dazu bei, erneuerbare Ressourcen verfügbar zu machen, um fossile Ressourcen ersetzen zu können. Wir erarbeiten Lösungen dafür, wie sich Wasserstoff und Kraftstoffe aus den Ausgangsstoffen Wasser, CO2 und Stickstoff und mit Einsatz von erneuerbaren Energien kostengünstig im großtechnischen Maßstab erzeugen lassen.

Das erwartet dich

Für die Kompression von Gasen bei chemischen Reaktionen (zur Einstellung des Systemdrucks, Rezyklierung oder Lagerung) wird ein signifikanter Anteil der Energie des Systems genutzt während gleichzeitig häufig Abwärme anfällt. Thermochemische Gas-Feststoffreaktionen können durch eine Temperaturänderung eine Druckänderung erzeugen und damit den gasförmigen Reaktionspartner verdichten. Dieses Grundprinzip lässt sich für thermisch getriebene Kompressoren nutzbar machen. Hierbei zeichnet sich die Klasse der Metallhydride aus, die geeignete Materialen für einen breiten Temperatur- und Druckbereich aufweist, jedoch nur zur Komprimierung von Wasserstoff geeignet ist. In der Abschlussarbeit soll ein neues Konzept ausgearbeitet und bewertet werden, das auf dem Einsatz von Metallhydriden basiert, jedoch die Verdichtung jeglicher Gasmischungen ermöglicht. Hierzu werden zwei zyklisch betriebene Metallhydridreaktoren mit einem Druckwandler verbunden. Die Auslegung erfolgt am Beispiel der Gasrezyklierung bei der Methanolsynthese. Die Betreuung erfolgt gemeinsam mit dem DLR Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart, das umfangreiche Expertise im Bereich der thermochemischen Reaktionssysteme aufweist.

Deine Aufgaben

Einarbeitung und Literaturrecherche zu Metallhydrid-Kompressoren und Druckwandlern
Konzeptentwicklung des thermochemisch getriebenen Kompressors
Erstellung und Berechnung von 0/1D Modellen der Einzelkomponenten und des Gesamtkonzepts
Erarbeitung einer Systematik zur Metallhydridauswahl
Bewertung des Gesamtsystems und Vergleich mit Alternativtechnologien
Auswertung und Visualisierung der Ergebnisse, Verfassen der Abschlussarbeit

Das bringst du mit

Studium der Ingenieurswissenschaften, z. B. Verfahrenstechnik, Chemie-Ingenieurwesen, Energietechnik, Maschinenbau
Gute Kenntnisse im Bereich Thermodynamik, Wärmeübertragung
Grundlagen im Bereich CAD
Kenntnisse einer Programmiersprache (z.B. Python)
Selbstständigkeit, Eigeninitiative, strukturierte und sorgfältige Arbeitsweise,
Freude an innovativen Themenfeldern
Gute Englischkenntnisse

Die Vergütung erfolgt je nach Qualifikation und Aufgabenübertragung bis Entgeltgruppe 5 TVöD.

Das bieten wir dir

Das DLR steht für Vielfalt, Wertschätzung und Gleichstellung aller Menschen. Wir fördern eigenverantwortliches Arbeiten und die individuelle Weiterentwicklung unserer Mitarbeitenden im persönlichen und beruflichen Umfeld. Dafür stehen dir unsere zahlreichen Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Chancengerechtigkeit ist uns ein besonderes Anliegen, wir möchten daher insbesondere den Anteil von Frauen in der Wissenschaft und Führung erhöhen. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.