Doktorand:in für das Projekt SOCool (w/m/d)

Das IMD-2 – Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren (ehemals IEK-1) erforscht und entwickelt Materialien, Bauteile und Komponenten für aktuelle und zukünftige hocheffiziente Energiewandlungs- und Speichersysteme. Dabei spielen Hochleistungskeramiken eine Schlüsselrolle. Die Forschungsfelder des IMD-2 sind: Werkstoffe für Hochtemperaturanwendungen (Wärmedämm- und Schutzschichten für Wasserstoff-Gasturbinen, -Fusionsanlagen und die Solarthermie), Gastrennmembranen für Wasserstoff und Sauerstoff, Sorbenzien für die direkte Entfernung von CO2 aus der Luft sowie katalytische Membranreaktoren für energieeffiziente Prozesse, Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) sowie Elektrolysezellen (SOEC) für die Erzeugung von H2 und CO und Beschichtungen für Niedertemperaturelektrolyseure, Lithium- und Natrium-Festkörperbatterien mit hoher Sicherheit und Stabilität für stationäre und mobile Anwendungen. Das Fachwissen der Forschenden, das von der Festkörperchemie und -synthese über die pulverbasierte und nasschemische Verarbeitung, das Sintern bis hin zu Dünnschicht- und thermischen Spritzverfahren reicht, ermöglicht eine schnelle Anpassung an die neuen wissenschaftlichen Herausforderungen. Die experimentellen Aktivitäten werden durch Multiskalenmodellierung (von DFT bis hin zur Fluiddynamik und Finite-Elemente-Analyse) ergänzt, was zu einem besseren Verständnis und einer besseren Vorhersage von Materialien und Prozessen führt.

Ihre Aufgaben im Team

Die Hochtemperatur-Elektrolyse (HTEL) bietet den höchsten Wirkungsgrad aller bekannten Wasserelektrolysetechnologien, ist aber im Bezug auf die technologische Reife noch weniger weit entwickelt als die Niedertemperaturverfahren. Klassische Zellkonzepte setzen auf keramische Trägerstrukturen, die neben vielen Vorteilen auch Nachteile mit sich bringen, insbesondere bei den thermo-mechanischen Eigenschaften. Daneben existieren Zellkonzepte mit metallischen Trägerstrukturen, die sich durch hohe mechanische Festigkeit auszeichnen, allerdings auch völlig andere Herstellungsverfahren benötigen. Die prävalenten Trägerstrukturen sind Lochbleche oder poröse Sintermetalle, und in beiden Fällen stellt die Korrosion des Trägers eine zentrale Einschränkung der Lebensdauer dar.

Im Rahmen des BMFTR-geförderten Verbundprojekts SOCool soll ein völlig neuer Ansatz zur Herstellung von metallgestützten Festoxidelektrolysezellen (MS-SOEC) entwickelt werden. Das zu etablierende Zellkonzept setzt dabei auf die Trennung der mechanischen Eigenschaften und dem Transport elektronischer Ladungsträger im Substrat und umgeht so das zentrale Problem der Korrosion als Degradationsfaktor. Zur Umsetzung dieses Zellkonzepts müssen Machbarkeitsstudien zur Beschichtung des innovativen Trägers durchgeführt werden. Zentrale Herausforderung ist die Beschichtung von Metallkomponenten mit komplexer Mikrostruktur mit oxidkeramischen Funktionsschichten. Das Ziel ist dabei der Aufbau eines Schichtverbundes mit gradierter Partikelgrößenverteilung, um die Voraussetzungen für die Beschichtung mit einer Elektrolytschicht zu schaffen.

• Planung, Durchführung und Auswertung von proof-of-concept Versuchen zur Beschichtung des metallischen Trägers
• Vorbehandlung und Aufbereitung der oxidkeramischen Pulver
• Identifikation des geeignetsten Beschichtungsverfahrens aus einer Reihe von Verfahren mit suspensionsbasierter Prozessierung, z.B. Siebdruck, Plasmaspritzverfahren, Tauchbeschichtung, Elektrophorese
• Entwicklung der Sinterverfahren für die beschichteten Träger unter Schutz- oder Wasserstoffgas
• Charakterisierung der Mikrostruktur, Phasenzusammensetzung und Oberflächenbeschaffenheit der aufgebrachten Schichten

Das bringen Sie mit

• Erfolgreich abgeschlossenes Master-Studium der Materialwissenschaften, Werkstofftechnik, oder einem vergleichbaren Feld mit sehr guter Abschlussnote
• Gute Kenntnisse der keramischen Verfahrenstechnik, insbesondere von suspensionsbasierten Beschichtungsverfahren und der Rheologie
• Fachkenntnisse auf dem Gebiet der Materialwissenschaften und der Festkörperchemie
• Erfahrung auf dem Gebiet Pulversynthese sowie der Herstellung keramischer Bauteile sind ein großer Vorteil
• Sehr gute Englischkenntnisse, sowohl mündlich als auch schriftlich (mindestens B2-Niveau nach dem )
• Zudem runden Ihre verhandlungssicheren Deutschkenntnisse Ihr Profil ab
• Freude an der Bearbeitung komplexer Aufgaben sowie am Lernen, sowie eine eigenständige Arbeitsweise und Teamfähigkeit

Freuen Sie sich auf folgende Benefits

Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Sie erwartet ein vielseitiges Angebot:

• Team & Umfeld: Sie arbeiten in einem motivierten Team mit internationaler und interdisziplinärer Ausrichtung – an einer der größten Forschungseinrichtungen Europas
• 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
• Gesundheit & Wohlbefinden: Ihre Gesundheit liegt uns am Herzen. Freuen Sie sich auf ein umfangreiches betriebliches Gesundheitsmanagement mit vielfältigen Angeboten – z. B. durch Beachvolleyball-Platz, Laufgruppen, Yoga-Kurse und vieles mehr. Zusätzlich stehen Ihnen unser betriebsärztlicher Dienst sowie ein erfahrenes Team der Sozialberatung direkt vor Ort zur Seite
• Campus-Erlebnis: Unser Forschungscampus im Grünen schafft ideale Bedingungen für kollegialen Austausch und sportlichen Ausgleich direkt vor Ort. In unserer Kantine erwartet Sie ein vielfältiges Angebot – Ihre Mittagspause können Sie entspannt mit Seeblick genießen
• Erfolgreicher Einstieg: Uns ist es wichtig, dass Sie schnell im Team ankommen und strukturiert in Ihre Aufgaben eingearbeitet werden. Zudem begleiten wir Sie von Beginn an und erleichtern Ihnen den Start durch unsere
• 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 Ihnen 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 erhalten Sie 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: 26.08.2026

Kennziffer: 2026D-0617