Thesis: Stack- / Zellentwicklung für die Photolyse

Am Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-3) werden elektrochemische Energiewandler, wie Brennstoffzellen und Elektrolyseure entwickelt. Ziel ist es, mit dieser effizienten Wandlungstechnik fluktuierende erneuerbare Energien mit Hilfe von Wasserstoff speicherbar und sektorenübergreifend nutzbar zu machen. Mit Hilfe solcher Systeme sollen die Schlüsselelemente für ein auf erneuerbaren Energien basierendes Energiesystem geschaffen werden.

Die Nutzung erneuerbarer Energie ist eng mit dem Anspruch verknüpft Angebot und Nachfrage in Übereinstimmung zu bringen. In diesem Zusammenhang steht die Energiespeicherung in Form von Wasserstoff im Fokus der Forschungstätigkeiten in der Abteilung Verfahrenstechnik Elektrolyse am IEK-3.

Aufgabenbeschreibung

In der hier beschriebenen Arbeit soll die Wasserstofferzeugung direkt an die Stromerzeugung mittels Photovoltaik angebunden werden und somit die Erzeugung und Speicherung von Energie als „Modullösung“ kompakt gestaltet werden.

Rahmenbedingung für dieses Verfahren ist, dass die Elemente Solarzelle und Elektrolysezelle / Stack so aufeinander abgestimmt werden, dass ein möglichst effizienter Gesamtbetrieb entsteht. Hierzu ist es nötig die Elektrolysezelle an die Charakteristik der Stromquelle anzupassen. Ausgehend von den bereits verwendeten Designs sollen mögliche mechanische Varianten entwickelt und umgesetzt werden.

Die hierzu nötigen mechanischen Arbeiten sind Teil der Masterarbeit und sollen nach Möglichkeit von dem / der Bewerber/in selbstständig umgesetzt werden. Weitere Inhalte sind:

Detaillierte Beschreibung der möglichen Parameter (Freiheitsgrade) von Solar- und Elektrolysezelle mit der Zielrichtung der Kombination
Design möglicher Zell- /Stackstrukturen der Elektrolyseeinheit mit der Software Inventor
Bewertung der Varianten
Fertigung mindestens eines Elektrolyse Prototyps
Aufbau eines Demonstrationsmoduls (Solarzelle mit Elektrolyseeinheit) und messtechnische Charakterisierung mit entsprechender Auswertung

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

Forschungszentrum Jülich - IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik

Abschlussart

Masterarbeit

Ansprechpartner/in

Walter Zwaygardt
Forschungszentrum Jülich GmbH
Institut für Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3)
52425 Jülich

E-Mail: b.zwaygardt@fz-juelich.de
Telefon: 02461 61- 2103
http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3

Branche

Forschung und Entwicklung

Anforderungen

Aufgrund der Praxis bezogenen Ausrichtung der Arbeit mit dem Schwerpunkt der Fertigung von Stack- / Zellelementen ist das selbstständige Umsetzen mechanischer Arbeiten wünschenswert. Bewerber mit entsprechender Ausbildung (Dual Studierende Maschinenbau) oder ähnlichen Vorkenntnissen sind daher ausdrücklich erwünscht.

Zusatzinformationen