Wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in (w/m/d) - Ammoniak als kohlenstofffreier Brennstoff - Flash-Boiling, Spraybildung und …

Weitere Informationen

Die Einstellung erfolgt im Beschäftigtenverhältnis.Die Stelle ist zum nächstmöglichen Zeitpunkt zu besetzen und befristet auf zunächst 1 Jahr.Eine Verlängerung um mindestens 2 Jahre ist vorgesehen, darüber hinaus sind weitere 2 Jahre geplant.Die befristete Beschäftigung erfolgt im Rahmen der Befristungsmöglichkeiten des Wissenschaftszeitvertragsgesetzes.Es handelt sich um eine Vollzeitstelle.Eine Promotionsmöglichkeit besteht.Die Eingruppierung richtet sich nach dem TV-L.Die Stelle ist bewertet mit EG 13 TV-L.

Unser Profil

Der Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung (WSA) erforscht im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms SPP 2419 im Projekt SLE4Flame eine neue Route zur direkten Verbrennung von flüssigem Ammoniak. Ammoniak gilt als vielversprechender kohlenstofffreier Energieträger, da er aus grünem Wasserstoff hergestellt und im Vergleich zu Wasserstoff einfacher gespeichert und transportiert werden kann. Als Brennstoff ist er jedoch wissenschaftlich anspruchsvoll – insbesondere wegen seiner geringen Reaktivität, der schwierigen Flammenstabilisierung sowie möglicher NOx​- und N2O-Emissionen. Unser Ansatz: Überhitztes flüssiges Ammoniak wird direkt injiziert und durch Flash-Boiling am Düsenaustritt in ein ultrafeines Spray überführt. Diesen Phasenwechsel nutzen wir gezielt als physikalischen Hebel für Tropfenerzeugung, Verdampfung, Gemischbildung und Flammenstabilisierung.

Am WSA steht die hochaufgelöste experimentelle Untersuchung eines neuartigen hybriden Spraybrenners im Mittelpunkt. Dieser nutzt transparente SLE-Düsen mit integrierter Temperaturführung, Sensorik, definierten Mikro-/Nanotopographien und koaxialer Luftführung. Unser Ziel ist es, die grundlegende Physik von Flash-Boiling, Spraybildung, Gemischbildung, Flammenstabilität und Emissionen systematisch zu verstehen. Damit schaffen wir eine bislang fehlende experimentelle Datenbasis, um flüssige Ammoniak-Sprayverbrennung wissenschaftlich fundiert zu beschreiben und perspektivisch für zukünftige Brennerkonzepte nutzbar zu machen.

Ihr Profil

Sie verfügen über ein abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master oder vergleichbar), z. B. in Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Energietechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Physik, Chemieingenieurwesen oder einem vergleichbaren Studiengang.

Sie haben Interesse an experimenteller Grundlagenforschung im Bereich Wärme- und Stoffübertragung, Mehrphasenströmungen, Spraybildung und/oder Verbrennung. Sie haben Freude daran, komplexe physikalische Prozesse experimentell zu untersuchen und im Austausch mit Projektpartnern weiterzuentwickeln.

Sie zeichnen sich durch eine sorgfältige, eigenständige und strukturierte Arbeitsweise aus. Sehr gute Deutsch- oder Englischkenntnisse runden Ihr Profil ab.

Idealerweise bringen Sie Kenntnisse in einem oder mehreren der folgenden Bereiche mit:

• Mehrphasenströmungen, Zerstäubung, Verdampfung, Kavitation oder Flash-Boiling, sowie Wärme- und Stoffübertragung
• Verbrennung, alternative Brennstoffe oder Ammoniak als Energieträger,
• Optische Messtechnik, z. B. Hochgeschwindigkeitsbildgebung, Schlieren, LIF, IR-Thermographie oder Chemilumineszenz,
• Experimenteller Anlagenbetrieb mit Druck-, Temperatur- und Massenstrommesstechnik,
• Datenanalyse und Bildverarbeitung, z. B. mit Python, MATLAB oder vergleichbaren Werkzeugen.

Ihre Aufgaben

Sie bearbeiten ein grundlagenorientiertes Promotionsprojekt zur Flash-Boiling-Zerstäubung und Verbrennung von flüssigem Ammoniak. Der Schwerpunkt Ihrer Arbeit liegt auf der experimentellen Untersuchung der gekoppelten Prozesse von Phasenwechsel, Spraybildung, Gemischbildung und Flammenstabilisierung. Ziel Ihrer Arbeit ist es, die physikalischen Grundlagen der flüssigen Ammoniak-Sprayverbrennung besser zu verstehen und Flash-Boiling als gezielt nutzbaren Mechanismus für zukünftige Brennerkonzepte wissenschaftlich zu erschließen.

Zu Ihren Aufgaben gehören insbesondere:

• Aufbau, Betrieb und Weiterentwicklung experimenteller Versuchsanlagen (insb. hybrider Spraybrenner und transparenter Düsen) zur Untersuchung von überhitztem flüssigem Ammoniak unter kontrollierten Druck- und Temperaturbedingungen,
• Durchführung hochaufgelöster Messungen und Bereitstellung hochwertiger experimenteller Datensätze zur Validierung physikalischer Modelle zu Flash-Boiling, Gemischbildung, Flammenstabilität und Emissionen,
• Einsatz und Weiterentwicklung optischer Diagnostiken, z. B. Hochgeschwindigkeitsbildgebung, Mikroskopie, Schlierenverfahren, IR-Thermographie, LIF oder Chemilumineszenz,
• enge Zusammenarbeit mit den Projektpartnern am LLT im Bereich SLE-Fertigung sowie am ITV im Bereich numerische Modellierung und Simulation,
• wissenschaftliche Aufbereitung der Ergebnisse in Form von Publikationen, Konferenzbeiträgen und Projektberichten,
• Betreuung studentischer Arbeiten im Projektumfeld,
• Unterstützung des Lehrebetrieb des Instituts.

Über uns

Die RWTH ist als familiengerechte Hochschule zertifiziert.Die RWTH bietet im Rahmen eines Universitären Gesundheitsmanagements eine Vielzahl von Gesundheits-, Beratungs- und Präventionsangeboten (z. B. Hochschulsport) an. Für Tarifbeschäftigte und Beamtinnen und Beamte besteht ein umfangreiches Weiterbildungsangebot und die Möglichkeit, ein Jobticket zu erwerben.Die Stellenausschreibung richtet sich an alle Geschlechter.Wir wollen an der RWTH Aachen University besonders die Karrieren von Frauen fördern und freuen uns daher über Bewerberinnen.Frauen werden bei gleicher Eignung, Befähigung und fachlicher Leistung bevorzugt berücksichtigt, sofern sie in der Organisationseinheit unterrepräsentiert sind und sofern nicht in der Person eines Mitbewerbers liegende Gründe überwiegen.Bewerbungen geeigneter schwerbehinderter Menschen sind ausdrücklich erwünscht.Im Sinne der Gleichbehandlung bitten wir Sie, auf ein Bewerbungsfoto zu verzichten.Unter https://www.rwth-aachen.de/bewerbung/dsgvo-information

Besoldung / Entgelt

EG 13 TV-L