Masterarbeit (w/m/d): Technoökonomie der CO2-aktiven Fischer-Tropsch-Synthese

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Masterarbeit (w/m/d): Technoökonomie der CO2-aktiven Fischer-Tropsch-Synthese

Stellenbeschreibung

Kennziffer: 6386

Arbeitsort: Jülich

Eintrittsdatum: 01.12.2026

Karrierestufe: Studien- & Abschlussarbeit

Beschäftigungsgrad: Teilzeit

Dauer der Beschäftigung: 6 Monate befristet

Vergütung: Die Vergütung erfolgt gemäß der jeweils geltenden Tarifverträge des öffentlichen Dienstes (Bund).

Steige ein in die faszinierende Welt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), um mit Forschung und Innovation die Zukunft mitzugestalten! Mit dem Know-how und der Neugier unserer rund 12.000 Mitarbeitenden aus 100 Nationen sowie unserer einzigartigen Infrastruktur bieten wir ein spannendes und inspirierendes Arbeitsumfeld. Gemeinsam entwickeln wir nachhaltige Technologien und tragen so zur Lösung globaler Herausforderungen bei. Möchtest du diese große Zukunftsaufgabe mit uns zusammen angehen? Dann ist dein Platz bei uns!

Das Institut für Future Fuels erforscht Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffen und chemischen Grundstoffen mit erneuerbaren Energiequellen und Ressourcen. Im Mittelpunkt stehen die Nutzung von Solarwärme und -strom sowie eine nachhaltige Prozessführung.

Das erwartet dich

Die Abteilung Bewertung solarer Produktionsprozesse des Instituts Future Fuels beschäftigt sich mit Herstellungsrouten zur nachhaltigen Erzeugung zukünftiger chemischer Energieträger. Dazu zählen auch synthetische Kohlenwasserstoffe aus CO2 und erneuerbarem Strom (Power-to-Liquid), die einen zentralen Baustein für die Defossilisierung von Verkehr und chemischer Industrie darstellen. Aus dem Wasserstoff der Elektrolyse und CO2 entsteht über die reverse Wassergas-Shift-Reaktion (RWGS) ein Synthesegas, das in der Fischer-Tropsch-Synthese (FT) zu flüssigen Produkten umgesetzt wird. Im etablierten Verfahren laufen RWGS und FT in getrennten Reaktoren. Die CO2-aktive FT führt beide Reaktionen am selben Katalysator in einem Reaktor zusammen und stellt damit einen Fall der Prozessintensivierung dar.

Ob dieser intensivierte Weg wirtschaftlich trägt, hängt vor allem von Aktivität, Selektivität und Lebensdauer des Katalysators ab, dessen Stabilität lange als kritischer Engpass galt. Aktuelle Arbeiten berichten inzwischen Standzeiten von über 1000 bis 2000 Stunden im Labormaßstab und rücken eine belastbare technoökonomische Bewertung dieses Pfades erst jetzt in Reichweite.

Deine Aufgaben

• Literaturrecherche zum Stand der CO2-aktiven FT: erreichbare Umsätze

und Selektivitäten, eingesetzte Eisenkatalysatoren, berichtete Standzeiten und Desaktivierungsmechanismen

• Aufbau eines stationären Prozessmodells der CO2-aktiven FT-Route

(Elektrolyse, CO2-Bereitstellung, intensivierter FT-Reaktor) in Aspen Plus, mit einem geeigneten Reaktormodell

• Definition eines Referenzfalls (getrennter RWGS-Reaktor mit

nachgeschalteter konventioneller FT) als Benchmark, um den Effekt der Prozessintensivierung zu quantifizieren

• Technoökonomische und, soweit sinnvoll, ökologische Auswertung

der Simulationsergebnisse mit Python

• Break-even-Analyse: Ab welcher Kombination aus Katalysatoraktivität,

C5+-Selektivität und Standzeit wird die CO2-aktive Route gegenüber dem Referenzfall wettbewerbsfähig?

Das bringst du mit

• Studium der Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen oder vergleichbarer Studiengang
• Sehr gute Programmierkenntnisse vorhanden (wie z.B. Python, MATLAB, C++)
• Gute Kenntnisse in Fließbildsimulationssoftware (wie z.B. Aspen Plus®, CHEMCAD)
• Sehr hohe Aufnahmefähigkeit, Eigeninitiative und Selbständigkeit

Die Vergütung erfolgt je nach Qualifikation und Aufgabenübertragung bis Entgeltgruppe 5 TVöD.

Das bieten wir dir

Das DLR steht für Vielfalt, Wertschätzung und Gleichstellung aller Menschen. Wir fördern eigenverantwortliches Arbeiten und die individuelle Weiterentwicklung unserer Mitarbeitenden im persönlichen und beruflichen Umfeld. Dafür stehen dir unsere zahlreichen Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Chancengerechtigkeit ist uns ein besonderes Anliegen, wir möchten daher insbesondere den Anteil von Frauen in der Wissenschaft und Führung erhöhen. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!

Fragen zu dieser Position (Kennziffer 6386) beantwortet dir gerne:

Simon Maier

Tel.:

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