Pflichtpraktikum: Modellierung von Shunt-Strömen in Flow-Batterien mit Python
Als eines der ältesten und größten Fraunhofer-Institute verfügt das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT über eine besondere Expertise: Durch die Verknüpfung unserer verschiedenen Kernkompetenzen der Kunststofftechnologie, chemischer Prozesse, Explosivstofftechnik, Sicherheit sowie von Energie- und Antriebssystemen erzielt es wegweisende Durchbrüche in der angewandten Forschung. Beispiele finden sich im Leichtbau für die Mobilität, für eine umweltfreundliche Chemie, für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im militärischen Bereich sowie in Umweltbilanzierungen, Recycling- und Nachhaltigkeitskonzepten. In Flow-Batterien werden mehrere Zellen zu sogenannten Stacks verbunden. Dabei schleichen sich unerwünschte Leckströme, sogenannte Shunt Currents, ein. Sie saugen Effizienz und beeinflussen das Anlagen Design. In der Fachliteratur gibt es Modelle, die diese Ströme auf Basis von Netzwerktheorie und Differenzengleichungen vorhersagen. Im Praktikum geht es darum, genauso ein Modell in Python zum Leben zu erwecken, verschiedene Zell- und Kanal Designs unter die Lupe zu nehmen und clevere Strategien zu entwickeln, um Shunt Verluste auf ein Minimum zu drücken.
Was Du bei uns tust
• Einarbeitung in die Modellierung von Flow-Batterie-Stacks und Shunt-Strömen (elektrische Netzwerke, Differenzengleichungen)
• Implementierung eines Modells in Python
• Parametrisierung auf Basis realer Geometrien und Materialien
• Numerische Simulation der Strom- und Potentialverteilung in Stacks unterschiedlicher Bauweise
• Vergleich verschiedener Zelldesigns (z. B. Kanalgeometrien, Zellanzahl, Membranwiderstände)
• Durchführung von Sensitivitätsanalysen und Optimierung zur Reduktion von Leckströmen
• Dokumentation der Ergebnisse und Präsentation im Team
Was Du mitbringst
• Studium im Bereich Angewandte Mathematik, Technomathematik, Computational Science, Physik oder Vergleichbares
• Grundkenntnisse in numerischer Mathematik, Differential-/Differenzengleichungen und linearer Algebra
• Programmierkenntnisse in Python (z. B. NumPy, SciPy, Matplotlib) von Vorteil
• Interesse an interdisziplinären Fragestellungen (Mathematik ↔ Elektrochemie)
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
Was Du erwarten kannst
• Ein anspruchsvolles, attraktives, interdisziplinäres und internationales Arbeitsumfeld
• Die Möglichkeit, ein mathematisches Modell von der Theorie bis zur praktischen Anwendung umzusetzen
• Betreuung durch erfahrene Wissenschaftler:innen
• Einblicke in aktuelle Forschung zu Batteriespeicher und Wasserstofftechnologien
• Wertschätzende und fördernde Arbeitsatmosphäre
• Möglichkeiten zur individuellen Weiterentwicklung
• Flexible Arbeitszeiten dank Gleitzeitvereinbarung
• Parkplätze, Kantine und Bibliothek auf dem Campus
• … und noch vieles mehr!
Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.
Die Vergütung richtet sich nach Vorgaben des Bundes zur Beschäftigung von Praktikant*innen. Die Stelle richtet sich nach der in der Studienordnung vorgeschriebenen Dauer. Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt 39 Stunden pro Woche.
Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.
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Kontakt Fachabteilung: Amadeus Wolf Kontakt Personalabteilung: Laura Kühn Telefon: +49 721 4640-201
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Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
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