Masterarbeit: Modellierung und Optimierung von Flow-Elektroden für die Elektrosynthese

Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT zählt zu den ältesten und größten Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft. Mit vielfältigen Kompetenzen in Kunststofftechnologie, chemischen Prozessen, Explosivstofftechnik und Sicherheitsforschung sowie Energie- und Antriebssystemen entwickeln wir anwendungsorientierte Lösungen für anspruchsvolle technologische Fragestellungen. Unsere Forschung reicht von Leichtbau und umweltfreundlicher Chemie über Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Sicherheits- und Verteidigungsanwendungen sowie Recycling- und Nachhaltigkeitskonzepten. Dabei verbinden wir wissenschaftliche Expertise, moderne Infrastruktur und unmittelbare Praxisnähe. Die ausgeschriebene Masterarbeit ist im Bereich Angewandte Elektrochemie in der Arbeitsgruppe Elektrolyse und Elektrosynthese angesiedelt. Hier werden neuartige elektrochemische Technologien entwickelt und vom Forschungsmaßstab in die Anwendung gebracht. Im Mittelpunkt des Projekts steht die eine neue Syntheseroute zur effizienten Herstellung von eFuels aus biogenen Reststoffen. Ein wichtiger Prozessschritt ist dabei die elektrochemische Hydrodimerisierung (EHD). Damit diese Technologie später auch im industriellen Maßstab eingesetzt werden kann, muss die Reaktion möglichst effizient ablaufen. Dafür kommen neuartige 3D-Flow-Elektroden zum Einsatz. Ihre Geometrie hat einen entscheidenden Einfluss auf die Ausbeute. Genau hier setzt die Masterarbeit an: Wie muss eine Elektrode gestaltet sein, damit sie eine hohe Ausbeute ermöglicht und gleichzeitig einfach herzustellen ist? Mit Simulation und Topologieoptimierung wird dieser Frage nachgegangen und eine neue Elektrodengeometrie entwickelt. So wird aus einer wissenschaftlichen Fragestellung eine konkrete technologische Lösung. Die Ergebnisse können dazu beitragen, einen wichtigen Prozessschritt der eFuel-Herstellung effizienter zu machen und die Technologie ihrem Einsatz in der Praxis ein Stück näherzubringen.