Hydrodynamische Verdrängung in Lithium-Schwefel-Zellen (w/m/d)

Das erwartet Dich

Im Rahmen dieser Masterarbeit stehen Lithium-Schwefel-Zellen mit hoher Energiedichte im Fokus, die perspektivisch für Luft- und Raumfahrtanwendungen entwickelt werden. Ein Problem besagter Zellen ist, dass während der Zyklierens starke, chemisch bedingt Volumenänderungen im Aktivmaterial der Kathode auftreten, die zur hydrodynamischen Verdrängung des Elektrolyten führen. Letzteres könnte maßgeblich die Alterung der Zelle beeinflussen.

Aus diesem Grund soll in dieser Arbeit die hydrodynamische Verdrängung mithilfe numerischer Simulationen im Python Löser Firedrake entschlüsselt werden.

Deine Aufgaben

Die Masterarbeit gliedert sich in folgende Arbeitspakete:

• Literaturstudie zu numerischer Strömungsmechanik in porösen Medien

• Auswahl, Implementierung und Evaluation eines geeigneten Lösungsansatzes

• Durchführung von Simulationsstudien unter Berücksichtigung realistischer Zellbedingungen

• Vorschläge für Optimierungsmaßnahmen der Kathodenstruktur

• Dokumentation der Arbeit

Die Arbeit bietet Potential Pionierarbeit in Kontext der Stabilität von Lithium-Schwefel-Batterien zu leisten und stellt somit einen wichtigen Beitrag zur Etablierung des Systems in kommerziellen Anwendungen dar.

Das bringst Du mit

• Strömungsmechanik & Transportprozessen
• Numerische Methoden
• Python Programmierung