Arbeitsgruppe:
IEK- 13 – Wahrnehmung und Simulation von Werkstoffen in der Energietechnik
Forschungsgebiet:
PHD Thesis
Jobbeschreibung:
Mit computergestützter Forschung liefern wir am Institut für Energie- und Klimaforschung – Theorie und Berechnung von Energiematerialien ( IEK- 13) wesentliche Beiträge zum grundlegenden Verständnis elektrochemischer Phänomene, zur Entwicklung und Charakterisierung maßgeschneiderter Materiallösungen sowie zum Testen und Optimierung von Energietechnologien. Metalloxide mit hoher Entropie (HE) sind eine neue Klasse von Kathodenmaterialien für Energiespeichersysteme auf Li- und Na-Ionen-Basis. Aufgrund ihrer Flexibilität in der Zusammensetzung und ihres schnellen Ionentransports können Li-Übergangsmetalloxide ( LTMO ) mit kationenstörendem Steinsalz ( DRX) hergestellt werden) Strukturen sind interessante Verbindungen für die Batterieanwendungen. In einem solchen Mehrfachverbindungssystem bestimmt die thermodynamisch angetriebene strukturelle Anordnung von Kationen die Leistung des Materials einschließlich der Energiedichte und der Geschwindigkeitsfähigkeit. Atomistische Simulationen sind leistungsstarke Werkzeuge zur Vorhersage der elektrochemischen Fähigkeiten neuartiger DRX- Verbindungen.
Deine Arbeit:
Innerhalb der Gruppe Computational Materials Modeling des IEK- 13 (Leiter: Dr. Piotr Kowalski) führen wir atomistische modellbasierte Untersuchungen von Materialeigenschaften mit erstklassigen Supercomputing-Einrichtungen des Forschungszentrums Jülich und der RWTH Aachen durch. Unsere Arbeit erfolgt in enger Partnerschaft mit der Modellierungsgruppe des IEK-1 (Institut für Energie- und Klimaforschung – Materialsynthese und -verarbeitung, Leiter: Dr. Payam Kaghazchi). Dieses Projekt zielt auf die Entwicklung eines selbstkonsistenten Ansatzes zur Simulation und zum Design von DRXs als Kathodenmaterialien für Li-Ionen-Batterien ab. Der erfolgreiche Kandidat wird modernste Methoden der atomistischen Modellierung und elektronischen Strukturberechnungen anwenden, um die lokale Atomordnung und Kristallstruktur (nach IEK- 13) sowie den Redoxmechanismus (nach dem Institut für Energie- und Klimaforschungsmaterialien) zu simulieren Synthese und Herstellungsverfahren ( IEK – 1 in Roman HE-. LTMO – DRXKathodenmaterialien. Der rechnerische Ansatz wird validiert, indem Parameter berechnet werden, die die Ionenleitfähigkeit und die chemische Stabilität beschreiben, gefolgt von deren Vergleich mit experimentellen Daten unserer experimentellen Partner. Eine solche Charakterisierung ermöglicht die Entwicklung einer zuverlässigen Berechnungsmethode, die angewendet werden kann, um ein Multikationen – LTMO- System mit einer hohen Ratenleistung und Stabilität zu entwerfen . Der entwickelte Ansatz wird in Zukunft verwendet, um neuartige HE-Materialien aus Berechnungen erster Prinzipien zu entwerfen. Ihre Aufgaben im Detail:
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- Simulation von Materialien mit hoher Entropie unter Verwendung von Ab-initio-Berechnungen und thermodynamischer Modellierung
- Berechnungen mit Supercomputern durchführen
- Eingehende Analyse der berechneten Daten im Vergleich zum aktuellen Wissensstand
- Teilnahme an nationalen und internationalen Konferenzen, Tagungen und Workshops
- Koordination des Projekts mit internen und externen Partnern
- Veröffentlichung und Präsentation von Forschungsergebnissen in einschlägigen Fachzeitschriften und auf internationalen Konferenzen
Dein Profil:
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- Erfolgreich abgeschlossener wissenschaftlicher Master in Chemie, Physik, Materialwissenschaften, Computerwissenschaften oder ähnlichen Disziplinen
- Starkes Interesse am Hochleistungsrechnen
- Grundkenntnisse in der rechnergestützten Quantenchemie sind von Vorteil
- Hohe Motivation für eine Promotion innerhalb von 3 Jahren
- Hervorragende organisatorische Fähigkeiten
- Fähigkeit, Initiative zu zeigen, selbständig zu arbeiten
- Ausgezeichnete Kooperations- und Kommunikationsfähigkeiten und Fähigkeit, als Teil eines Teams zu arbeiten,
- Verhandlungssicheres Englisch in Wort und Schrift.
Unser Angebot:
Wir arbeiten an den neuesten Themen, die unsere Gesellschaft betreffen, und bieten Ihnen die Möglichkeit, aktiv an der Gestaltung des Wandels mitzuwirken! Wir bieten Ihnen ideale Voraussetzungen für Ihre Promotion:
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- Lebendiges internationales und interdisziplinäres Arbeitsumfeld in einem der größten Forschungszentren in Europa
- Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur, einschließlich einer hervorragenden Supercomputing-Infrastruktur
- Gelegenheit zur Teilnahme an (internationalen) Konferenzen und Projekttreffen
- Kontinuierliche wissenschaftliche Betreuung durch Ihren wissenschaftlichen Berater
- Forschungsthema zu gesellschaftlich wichtigen Energiematerialien
- Hervorragende Gelegenheit zur beruflichen Weiterentwicklung, einschließlich Schulungen und Teilnahme an der Betreuung von Studenten
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Ein attraktives Promotionsprogramm innerhalb der Doktorandenplattform JuDocs www.fz-juelich.de/judocs und der interdisziplinären HITEC- Doktorandenausbildung in Energie- und Klimaforschung: www.fz-juelich.de/hitec/DE/_node.htm .
- Gezielte Dienstleistungen für internationale Mitarbeiter, zB durch unseren International Advisory Service
Die Position ist zunächst für eine feste Laufzeit von 3 Jahren. Überdurchschnittliche Bezahlung gemäß 75% der Lohngruppe 13 des Tarifvertrags für den öffentlichen Dienst (TVöD-Bund) und zusätzlich 60% eines Monatsgehalts als Sonderzahlung („Weihnachtsbonus“). Weitere Informationen zur Promotion am Forschungszentrum Jülich einschließlich unserer anderen Standorte finden Sie unter: www.fz-juelich.de/gp/Careers_DocsForschungszentrum Jülich fördert Chancengleichheit und Vielfalt in seinen Arbeitsverhältnissen. Wir begrüßen auch Bewerbungen von Behinderten.
Dieses Forschungszentrum ist Teil des Helmholtz-Verbandes Deutscher Forschungszentren. Mit mehr als 42.000 Mitarbeitern und einem Jahresbudget von über 5 Milliarden Euro ist der Helmholtz-Verband Deutschlands größte wissenschaftliche Organisation.