Masterarbeit – Standortabhängige Optimierungen für CO2-Abscheideprozesse aus der Luft mittels Adsorption

Themenbeschreibung

Forschung für eine Gesell­schaft im Wandel: Das ist unser Antrieb im For­schungs­zen­trum Jülich. Als Mitglied der Helmholtz-Gemein­schaft stellen wir uns großen gesell­schaft­lichen Heraus­forde­rungen unserer Zeit und erfor­schen Optionen für die digi­tali­sierte Gesell­schaft, ein klima­schonendes Energie­system und res­sour­cen­schüt­zendes Wirt­schaften. Arbeiten Sie gemein­sam mit rund 7.400 Kolle­ginnen und Kolle­gen in einem der größten For­schungs­zen­tren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!

Die aktuellen Prognosen des Inter­governmental Panel of Climate Change (IPCC) betonen die Notwendig­keit negativer Emissionen zur Einhaltung des 1,5-Grad-Ziels. Eine viel­versprechende Methode zur Erreichung negativer Emissionen ist die direkte CO2-Abscheidung aus der Luft, auch bekannt als „Direct Air Capture“ (DAC). Im untersuchten Verfahren wird CO2 zunächst mittels Adsorption gebunden und später unter Energiezufluss konzentriert aufgesammelt. Das konzentrierte CO2 kann anschließend im Untergrund verpresst werden oder als klimaneutrale Kohlenstoffquelle für die Kraftstoffsynthese dienen. Am Institut für Energie- und Klima­forschung – Elektro­chemische Verfahrens­technik (IEK-14) beschäftigen wir uns seit Jahren mit inno­vativen Ansätzen zur Eindämmung des anthropogenen Klimawandels und verfügen somit über ausgesprochene Expertise und Erfahrung auf diesem Gebiet. Die Prozessentwicklung der direkten CO2-Abscheidung aus der Luft sowie die anschließende technische und ökonomische Bewertung stellen in diesem Kontext einen weiteren zentralen Baustein dar.

Wir bieten Ihnen eine spannende

Masterarbeit – Standortabhängige Optimierungen für
CO2-Abscheideprozesse aus der Luft mittels Adsorption

Ziel der simulativen Arbeit ist es, einen bestehenden DAC-Adsorptions­prozess in verschiedenen Klima­regionen zu optimieren. Hierbei können die Adsorptions­zyklen, basierend auf Temperatur- und Luftfeuchtig­keitsdaten, angepasst und effizienter gestaltet werden. Weiterhin kann die Implemen­tierung von Standort­potenzialen, wie industrieller Abwärme oder Solar­thermie, den Energie­bedarf der DAC-Anlage weiter reduzieren.

Konkret umfasst diese Masterarbeit folgende Arbeitspakete:

• Literaturrecherche zu der Prozess­modellierung und den Standort­potenzialen für die CO2-Abscheidung aus der Luft
• Einarbeitung in die kommerzielle Simulationssoftware Simulink
• Implementierung von realen Wetter­daten in den bestehenden Adsorptions­prozess
• Prozessoptimierung von DAC-Anlagen anhand von identifizierten Standort­bedingungen
• Implementierung und Bewertung von dyna­mischen standort­spezifischen Wärme­quellen
• Verschriftlichung der Arbeit und Vorbereitung des Kollo­quiums

• Gute Studienleistungen in Ihrem Master­studium der (Umwelt-)Verfahrenstechnik, Energie­technik oder des Maschinenbaus bzw. eines vergleich­baren Studien­gangs
• Begeisterung für das Themengebiet der negativen Emissionen
• Interesse an Prozess­simulationen und ökonomischer, standort­spezifischer Bewertung von Prozessen
• Hohes Maß an Selbst­ständigkeit und eine strukturierte Arbeits­weise
• Vorkenntnisse in der Prozess­simulation mit Simulink können bei der Einarbeitung hilf­reich sein, sind aber ausdrück­lich nicht gefordert
• Fließende Deutsch- oder Englisch­kenntnisse in Wort und Schrift

Wir arbeiten an hoch­aktuellen inno­vativen Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzu­gestalten! Wir bieten Ihnen:

• Eine vielseitige, hoch moti­vierte Arbeits­gruppe inner­halb einer der größten Forschungs­einrichtungen Europas
• Intensive Betreuung der Arbeit vor Ort und online
• Möglichkeit, große Teile der Arbeit im Homeoffice zu erstellen
• Möglichkeit der Erlernung der relevanten Software Simulink als Quali­fikation für das spätere Berufs­leben
• Einblicke in das zukunfts­relevante Thema der negativen Emissionen
• Die Möglichkeit zur Promotion am IEK-14 wird Ihnen bei hinreichenden Fähig­keiten und vorhandener Stellen­finanzierung im Anschluss an Ihre Master­arbeit geboten

Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: go.fzj.de/Benefits.