Bachelor-/ Masterarbeit: »Studie zum fertigungsgerechten Design der PEM-Elektrolyse«

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 2,9 Milliarden Euro.

Grüner Wasserstoff als Energieträger bietet die Möglichkeit, eine Vielzahl von Industriesektoren zu koppeln und die Energiewende voranzutreiben. Die Erzeugung von grünem, CO2-neutralem Wasserstoff erfolgt durch den Einsatz von Elektrolyseuren. Insbesondere die »Proton Exchange Membrane« (PEM) Elektrolyse zeichnet sich durch eine hohe Eignung für eine Kopplung der Anlagen mit erneuerbaren Energiequellen aus. Zum heutigen Zeitpunkt werden die PEM-Elektrolyseure jedoch nur in kleinen Stückzahlen und zu hohen Kosten produziert. Die aktuell am Markt verfügbaren Systeme zeichnen sich durch eine hohe Varianz in Hinblick auf ihren Aufbau, die verwendeten Komponenten und die Komponentendesigns aus.

Ziel der Arbeit ist es, die unterschiedlichen Aufbauarten der PEM-Elektrolyseure zu analysieren und mögliche Optimierungspotentiale aus fertigungstechnischer Sicht aufzuzeigen. Dazu sollen durch eine Literaturrecherche zunächst mögliche Designvarianten ermittelt werden. Im Anschluss sollen fertigungstechnische Merkmale auf Komponentenebene aufgezeigt und aus fertigungstechnischer Sicht bewertet werden. Auf Basis dieser Bewertung sollen die Anforderungen an ein optimiertes Elektrolyseurdesign herausgearbeitet und weitere Potentiale zur produktionstechnischen Optimierung qualitativ aufgezeigt werden.

Was Du bei uns tust

• Einarbeitung in die Funktion und den Aufbau von PEM-Elektrolyseuren (kurz: PEMEL)
• Literaturrecherche über aktuelle Stack- und Komponentendesigns
• Identifikation möglicher Produktionsmethoden für die Komponenten des Stacks der PEMEL
• Entwicklung einer Bewertungsmatrix für unterschiedliche Komponentendesigns, deren Anforderungen und Ausprägungen
• Analyse möglicher Optimierungspotentiale für ein fertigungsgerechtes Komponentendesign

Was Du mitbringst

• Du studierst Maschinenbau, Physik, Wirtschaftsingenieurwesen, Produktdesign oder eine vergleichbare Fachrichtung
• Dein Schwerpunkt im Studium liegt auf der Produktionstechnik und/oder der Energietechnik
• Du hast idealerweise bereits Erfahrung im Bereich der Brennstoffzellen- bzw. Elektrolyseurtechnologien sammeln können
• Du bringst ein hohes Maß an Eigeninitiative sowie eine verantwortungsvolle und selbstständige Arbeitsweise mit und besitzt die Fähigkeit, dich kurzfristig in neue Zusammenhänge einzuarbeiten
• Du bist hoch motiviert und interessierst dich für technische und techno-ökonomische Zusammenhänge in den Themenfeldern der Wasserstoffwirtschaft
• Du hast sehr gute Sprachkenntnisse in Deutsch und Englisch sowie gute MS-Office-Kenntnisse

Was Du erwarten kannst

• Wissenschaftliche Bearbeitung eines aktuellen und praxisrelevanten Themas
• Eine professionelle Betreuung und fachliche Unterstützung bei der Erstellung deiner Abschlussarbeit
• Mitarbeit an aktuellen Forschungsvorhaben zu innovativen Produktionstechnologien im Bereich der Wasserstoffwirtschaft

Fragen zu dieser Abschlussarbeit beantwortet Dir gerne:
Martin Aretz M.Sc.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter Lasersystemtechnik und Faserverbundkunststoffe
Telefon: +49 241 8904-552