Scale-up von solar-chemischen Prozesse: Modellierung und Analyse von Skalierungseffekten bei der Realisierung von Brennstofferzeugungsprozessen in einer Solarturmanlage

In der Solarforschung des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt werden Konzepte und Technologien zur Herstellung von Wasserstoff und kohlenstoffhaltiger Brennstoffe entwickelt. Einen Schwerpunkt bildet dabei die Entwicklung von Materialien, Komponenten- und Verfahren zur Einkopplung konzentrierter Sonnenstrahlung in chemische Prozesse.

Im DLR werden mehrere Technologievarianten zur Nutzung von konzentriertem Sonnenlicht bei der solaren Wasser- und CO2 Spaltung untersucht. Die damit betraute Arbeitsgruppe nimmt dazu zurzeit vor allem Prozess- und Reaktorkonzepte mit bewegten Partikelschüttungen in den Fokus. Zu diesem Zweck werden aktuell Testreihen mit Aufbauten im Labor und im Miniplant-Maßstab durchgeführt. Das mittel- bis langfristige Ziel ist es, diese Technologie weiterzuentwickeln, zu skalieren und in geeigneter Form auf eine Solarturmanlage zu transferieren, um die Technologie im technisch relevanten Maßstab zu demonstrieren. Das Hochskalieren und Übertragen einer solchen Technologie bringt eine Reihe von Aspekten zu berücksichtigen, die sich über geeignete Simulationsverfahren darstellen lassen. Die Modellierung und Simulation unterstützt darüber hinaus die Verfeinerung der Potenzialanalyse der Technologie.

Ziel der Arbeit ist es, ein dynamisches Modell zu entwickeln, dass die Auswirkungen der Skalierung und des Transfers eines solaren Prozesses zur Brennstofferzeugung vom Labor in eine Solarturmanlage abbildet und seine Machbarkeit analysiert.

Ihre Aufgaben:

Entwicklung und Implementierung dynamischer Prozess- und Systemmodelle für die solare Wasserstoff- und Synthesegaserzeugung
Auslegung und Optimierung sowie Steuerung und Ertragsberechnung des gekoppelten Systems von Wärmequelle (Solarturm-System) und ärmesenke (Strahlungsempfänger/Anlage) des solar-chemischen Prozesses.
Untersuchung des Einfluss der Dynamik und der Betriebsführung
Analyse von Skalierungseffekten in Bezug auf Strahlungseintrag, Flussdichteverteilung Wär-metransport, Temperaturgradienten, Strömung, Reaktionsfront, Phasenübergänge
Designstudie im Hinblick auf eine Demonstrationsaktivität am Solarturm Jülich
Ableitung und Formulierung von Aussagen und Zusammenhängen zu Skalierungseffekte für solar-chemische Anlagen in generellen

Wir bieten Ihnen hierfür:

professionelle Betreuung der Arbeiten
Möglichkeit zur Mitarbeit an hochinteressanten Projekten im Bereich Energie
Mitwirkung an Projekten in Zusammenarbeit mit hochrangigen Industriepartnern
Knüpfen und Pflegen eigener Kontakte mit industriellen Playern im Bereich Solarenergie und Werkstoffe
aktive Darstellung der Arbeiten im wissenschaftlichen Umfeld (Int. Konferenzen, Workshops)
Möglichkeit zur Teilnahme am „DLR CAMPUS“ (für die Doktorarbeiten)
umfangreiches Paket zur Weiterentwicklung der fachlichen und persönlichen Skills

Weitere Informationen

Unternehmen

Thesius Inspiration

Bereich/Abteilung

DLR-Institut für Solarforschung

Abschlussart

Bachelorarbeit

Branche

Maschinenbau und Betriebstechnik

Anforderungen

Ihre Qualifikation:

abgeschlossenes Hochschulstudium Chemische Verfahrenstechnik, Energieverfahrenstechnik, Maschinenbau o.ä.
Simulationserfahrung
Kenntnisse in einer höheren Programmiersprache
Engagement und Lernbereitschaft
sehr gute Englischkenntnisse

Zusatzinformationen

Ingenieur Chemische Verfahrenstechnik, Energieverfahrenstechnik, Maschinenbau o.ä. (m/w)

Promotion

Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Schwerbehinderte Bewerberinnen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.