WIHI Gesucht: wissenschaftliche Hilfskraft (w/m/d), Bachelor-Abschluss

Ihre Aufgabenschwerpunkte:
Mitwirkung an mehreren Forschungsprojekten zu elektrochemisch-funktionalen Materialien. Unterstützung bei der Herstellung und Charakterisierung von Tinten und (konzentrierten) Pasten, deren Weiterverarbeitung zu beschichteten Elektroden (Batterie- bzw. Brennstoffzell-Anwendungen). Mitwirkung bei der Versuchsdokumentation, Auswertung und Präsentation von Ergebnissen. 
Ihr Profil:
Abgeschlossenes Bachelor-Studium im Fach Maschinenbau, Chemie oder Nanoengineering und Immatrikulation an einer deutschen Hochschule. 
Besetzungszeitpunkt: ab 01.04.2021
Vertragsdauer: 3 Monate (Verlängerung möglich)
Arbeitszeit: 9 Stunden pro Woche
Bewerbungsfrist: (mind.) innerhalb einer Woche nach Veröffentlichung (konkretes Datum wird vom Personaldezernat bei Veröffentlichung ergänzt) 
Die Universität Duisburg- Essen verfolgt das Ziel, die Vielfalt ihrer Mitglieder zu fördern
(s.
http://www.uni-due.de/diversity)
Sie strebt die Erhöhung des Anteils der Frauen am wissenschaftlichen Personal an und fordert deshalb einschlägig qualifizierte Frauen nachdrücklich auf, sich zu bewerben. Frauen werden nach Maßgabe des Landesgleichstellungsgesetzes bei gleicher Qualifikation bevorzugt berücksichtigt.
Bewerbungen geeigneter Schwerbehinderter und Gleichgestellter i. S. des § 2 Abs. 3 SGB IX sind erwünscht.

Ihre Bewerbung mit den üblichen Unterlagen richten Sie bitte unter Angabe der Kennziffer (wird vom Personaldezernat vergeben) an Frau Prof. Doris Segets, Universität Duisburg- Essen, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, IVG-RF, 47057 Duisburg, E-Mail doris.segets@uni-due.de 

Whf Ausschreibung



Masterarbeit Einfluss der Prozessführung auf Struktur-Eigenschafts-Beziehung von Batterieelektroden – eine detaillierte AFM-Studie

Hintergrund:
Die elektrochemischen Eigenschaften einer Elektrode für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) werden nicht allein durch das elektrochemisch aktive Material bestimmt. Neben dem elektrochemisch aktiven Material enthält eine Elektrode für LIB ein Substrat (Stromabnehmer), Leitfähigkeitsadditive zur Unterstützung des Elektronentransports und mindestens ein Polymer zur Gewährleistung der mechanischen Partikelanbindung. Neben der Auswahl der Komponenten sowie deren Zusammensetzung hat die Prozessführung zur Herstellung dieser Elektroden einen entscheidenden Einfluss auf die Struktur sowie die elektrochemischen Eigenschaften. Die komplexe Herstellung von Elektroden für LIB wird zwar bereits groß-
technisch umgesetzt, aber der konkrete Einfluss unterschiedlicher Verfahrensschritte entlang dieser Prozesskette ist noch nicht hinreichend genau untersucht. Ferner ist man bestrebt, die Kosten bei der Elektroden-Herstellung drastisch zu reduzieren, damit bspw. Elektrofahrzeuge zu einem vertretbaren Preis angeboten werden können.
Generell kann der lösungsmittelbasierte Herstellungsprozess in folgende Schritte untergliedert werden: Mischen der Einzelkomponenten in einem geeigneten Lösungsmittel, Auftragung der resultierenden Suspension auf einem Stromabnehmer sowie Entfernen des Lösungsmittels. In Abhängigkeit der Prozessführung wird die Struktur der Elektrode und somit deren Eigenschaften bestimmt. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung einzelner Prozessschritte für die Elektroden-Herstellung. Die Einzelkomponenten sollen über mindestens zwei unterschiedliche Dispergiertechniken vermischt und auf entsprechendem Substratmaterial (Cu, Al, Glas) aufgetragen werden. Jeder Prozessschritt wird durch den Einsatz komplementärer Charakterisierungsmethoden begleitet, Hauptaugenmerk liegt hierbei auf einer detaillierten Studie der Elektroden via Rasterkraftmikroskop (AFM). Final sollen in Abhängigkeit der Herstellungsmethode Struktur-Eigenschafts-Beziehungen abgeleitet werden. 

Aufgabenbeschreibung:
a) Einsatz von mindestens zwei Dispergiertechniken (z. B. mahlkörperbasiert & scherbasiert) für die Herstellung von Batterieslurries; Untersuchung der Reihenfolge bei der Zugabe der Komponenten
b) Anwendung vielfältiger Charakterisierungsmethoden, z. B. analytische Zentrifugation, Mikroskopie, Rheologie u. v. m., zur Bestimmung der Slurry- und Elektrodeneigenschaften

c) Detaillierte AFM-Studie zur Schichtcharakterisierung: Topologie, Oberflächenrauigkeit, Verteilung der Materialkomponenten innerhalb der Schicht und lokale elektrische Leitfähigkeit; Korrelation mit elektrochemischen Eigenschaften

Anforderungen:
Studium der Ingenieur- oder Naturwissenschaften; Interesse an / Grundkenntnisse in Batterietechnologien / Elektrochemie, Nanopartikeln / Kolloidsystemen sowie erste Mikroskopieerfahrungen sind hilfreich, Spaß am interdisziplinären, experimentellen Arbeiten, Eigeninitiative und Teamfähigkeit werden erwartet.

Beginn:
ab sofort
Dauer: 6 Monate

Ansprechpartner
:
Dr. Sebastian Wennig            Dr. Fatih Özcan
ZBT, Raum 241                        ZBT, Raum 240
Tel. (0203) 7598 - 2186          Tel. (0203) 379 - 3100

s.wennig@zbt.de                    fatih.oezcan@uni-due.de

Masterarbeit Ausschreibung

 

Master’s project: Influence of dispersion process and formulation composition on physico-chemical properties of electrocatalyst inks

Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) are promising clean and sustainable energy sources for mobile, stationary, and portable applications. Although PEMFCs have reached a pre-commercial stage, their large-scale production is hindered. This is attributed to an elusive and empirically optimized catalyst ink formulation that results in poor utilization of materials and thereby increasing the production costs.
In this project, the effects of dispersion method, solvent composition, ionomer and additives content on particle size, stability, rheological behavior, and electrochemical performance will be systematically studied by means of analytical centrifugation (AC), dynamic light scattering, electron microscope, rheometry and rotating disc electrode (RDE) technique. By establishing these process-structure and structure-property relationships, an economical and knowledge-based approach for the derivation of ink recipes will be developed that allows the generation of optimized fuel cell electrodes.

Task description:
a) Investigate the effects of different dispersion techniques (ultrasonic bath, sonotrode, ultraturrax) on particle size, dispersion stability, and electrochemical performance.
b) Examine colloidal behavior – aggregation, rheology at different solvent composition, and additive content.
c) Study the influence of ionomer type and content on the structure and rheology of ink.

Requirements:
Studies in engineering sciences, materials science, or chemistry; interest/basic knowledge in colloid science and characterization of inorganic materials is beneficial. Electrocatalytic knowledge is desirable. Safe work practices, ability to take initiative and good interpersonal skills are expected.

Start: Immediately                                     Duration: 6 months

Contact Person:
Shalmali Bapat, M.Sc.
ZBT, Room 240
Tel. 0203 379 – 3100
shalmali.bapat@uni-due.de

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Thesis and HIWI positions

We have a number of exciting projects in the making.

Kindly contact us for Bachelor's and Master's thesis, and HIWI positions.