Doktorand:in - Entwicklung eines digitalen Zwillings mit intelligenter Steuerung für die alkalische Elektrolyse (w/m/d)

Im Institut für Energie- und Klimaforschung – 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 und wie Elektrolyseure zu einer Wasserstoff-Energiewirtschaft beitragen können, sind weitere spannende Projekte, mit denen wir uns befassen. Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind kostengünstige Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure mit verbesserter Energie- und Leistungsdichte, längerer Lebensdauer und maximaler Sicherheit! Erfahren Sie hier mehr über .

Deine Aufgaben im Team

Kostentechnische Hürden von Speichertechnologien für erneuerbaren Strom verzögern derzeitig die Nutzung von Überschussstrom und das Voranschreiten der Energiewende. Wasserstoff könnte Abhilfe schaffen, wobei sich viele der verfolgten Nutzungsszenarien bislang nicht durchsetzen können. Am IET-1 des Forschungszentrum Jülich wird ein günstiges Zelldesign für die alkalische Elektrolyse entwickelt, welches den Ressourceneinsatz und Kosten im Vergleich zum Stand der Technik reduziert. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten zum Betrieb bei Überschussstrom, welche mit einem digitalen Zwilling simuliert werden sollen. Weiterhin sollen mit präzisen physikochemischen Modellen die Systementwicklung und Optimierung der Verfahrensführung zielgerichtet ausgearbeitet werden. Zur Einbindung der Elektrolyse in die Energiewende soll zudem eine intelligente Steuerung entwickelt werden, wobei auch die Abwärmenutzung der Elektrolyse, thermochemischen Wasserstoffspeicherung und Rückverstromung in industriellen Trocknungsprozessen sowie im Gebäudesektor technoökonomisch bewertet werden soll. Durch die kreative Verbindung von technischer Weiterentwicklung und Systemanalyse werden im Rahmen dieser Promotion Szenarien für die Energiewende aufgestellt und mit den Realdaten des im Projekt entwickelten Elektrolyseurs abgeglichen.

Ihre Aufgaben im Detail:

• Sie entwickeln einen digitalen Zwilling für die Elektrolyse
• Mit physikochemischen Modellen beschreiben Sie das Verhalten eines Elektrolyseurs unter dynamischen Betriebsbedingungen in Kombination mit Wärmespeichern, thermochemischen Wasserstoffspeichern sowie Rückverstromung
• Sie entwickeln neue Methoden und für eine intelligente Steuerung der Elektrolyse
• Sie optimieren das Systemdesign mit den Erkenntnissen der digitalen Modelle
• Sie erarbeiten systematische und kreative Lösungen sowie Ideen, die zu einer optimierten Nutzung der Elektrolyse in einer wirtschaftlich darstellbaren Energiewende führen

Das bringst du mit

• Abgeschlossenes Masterstudium im Bereich Physik, Verfahrenstechnik, Mathematik oder vergleichbar
• Grundlegende Kenntnisse in der Programmierung (Python oder C++)
• Hohes Maß an Motivation, Selbstständigkeit und Zuverlässigkeit sowie eine selbstständige und analytische Arbeitsweise
• Sehr gute Englischkenntnisse, sowohl mündlich als auch schriftlich (mindestens B2-Niveau nach dem ), idealerweise nachgewiesen durch ein Zertifikat. Zudem runden sehr gute Deutschkenntnisse Ihr Profil ab.

Freue Dich auf folgende Benefits

• Forschung & Infrastruktur: Für Ihre Arbeit steht Ihnen eine exzellente wissenschaftliche und technische Ausstattung zur Verfügung
• Vernetzung & Austausch: Sie nehmen an (internationalen) Konferenzen und Projekttreffen teil und bauen Ihr wissenschaftliches Netzwerk aktiv aus
• Betreuung & Unterstützung: Auf Ihrem Promotionsweg erhalten Sie eine kontinuierliche und fachlich fundierte Begleitung durch Ihre:n wissenschaftliche:n Betreuer:in
• Work-Life-Balance: Bei uns haben Sie die Möglichkeit zur flexiblen Arbeitszeitgestaltung, die die Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben unterstützt. Zudem besteht die Möglichkeit zum (orts-)flexiblen Arbeiten, dieses ist grundsätzlich nach Abstimmung und im Einklang mit den anstehenden Aufgaben und (Vorort-)Terminen gegeben
• Urlaub: Sie erhalten bei uns 30 Tage Urlaub
• Wissen & Weiterbildung: Ihre Weiterentwicklung ist uns wichtig – wir fördern Sie gezielt und individuell, z.B. durch Trainings- und Vernetzungsangebote speziell für Promovierende
• Faire Vergütung: Die Vergütung erfolgt analog der Entgeltgruppe 13 (75%) des Tarifvertrags des öffentlichen Dienstes (TVöD-Bund). Zusätzlich zum Grundgehalt gibt es eine zusätzliche tarifliche Sonderzahlung zum Jahresende in Höhe von 75% eines Monatsgehalts. Alle Informationen zum Tarifvertrag des TVöD-Bund finden Sie auf der . Die monatlichen Entgelte in Euro entnehmen Sie bitte dort auf Seite 69 ff. des PDF-Downloads
• Befristung: Die Position ist auf 3 Jahre befristet
• Unterstützung für Internationale: Unser International Advisory Service erleichtert internationalen Mitarbeitenden den Einstieg

Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Dir noch viel mehr:

Wir freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit vielfältigen Hintergründen, z.B. hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behinderung, sexueller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancengerechtes, diverses und inklusives Arbeitsumfeld, in dem alle ihre Potentiale verwirklichen können, ist uns wichtig.

Über die folgenden Links erhältst du weitere Informationen zu Vielfalt und Chancengerechtigkeit: sowie zur gezielten Förderung von Frauen:

Dienstort: Jülich

Beginn: Zum nächstmöglichen Termin

Gehalt: EG 13 (75%) TVöD-Bund

Bewerbungsfrist:16.07.2026