Themengebiete für Abschlussarbeiten

Wenn Sie Student*in mit Interesse an Wasserstoff und Brennstoffzellen sind und Ihr Wissen darin vertiefen wollen, bietet die AG WIES Studienprojekte und Abschlussarbeiten an.

Im Rahmen einer studentischen Projekt- oder Abschlussarbeit können Sie sich intensiv mit den Grundlagen und Anwendungen von Wasserstoff und Brennstoffzellen in der Energieversorgung beschäftigen. Gleichzeitig erwerben Sie wertvolle Kompetenzen im wissenschaftlichen Arbeiten und Schreiben als ergänzender Bestandteil Ihrer Tätigkeit. Nutzen Sie die Gelegenheit, Ihre fachliche Expertise und Systemverständnis auszubauen und praktische Erfahrungen in einem zukunftsweisenden Technologiefeld zu sammeln! 

• Wasserstoff in der Energieversorgung
  Wasserstoff ist entscheidend für die Dekarbonisierung der Energieversorgung und die Sektorenkopplung. Als chemischer Speicher für erneuerbare Energie gleicht er Lastschwankungen aus und trägt zur Netzstabilität bei. Besonders in schwer elektrifizierbaren Bereichen wie Industrie und Schwerlastverkehr bietet grüner Wasserstoff vielversprechende Lösungen. Die Weiterentwicklung effizienter Technologien entlang der Wertschöpfungskette ist für eine nachhaltige Transformation unerlässlich.
  
  
• Wasserstoffspeicherungsmethoden
  Effiziente Speichertechnologien sind entscheidend für die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger. Neben der Druck- und Flüssigspeicherung gewinnen innovative Ansätze wie chemische Speicher und feste Materialien (z. B. Metallhydrid-Systeme) an Bedeutung. Jede Methode bietet spezifische Vor- und Nachteile hinsichtlich Energiedichte, Kosten und Sicherheitsanforderungen. Die Weiterentwicklung und Optimierung dieser Technologien ist essenziell, um Wasserstoff in großem Maßstab wirtschaftlich und sicher verfügbar zu machen.
  
  
• Brennstoffzellensysteme in der KWK-Anwendung
  In diesem Themenfeld liegt der Fokus auf dem Betrieb und der Betriebsoptimierung von Brennstoffzellensystemen, die für den KWK-Betrieb (Kraft-Wärme-Kopplung) ausgelegt sind. Besonderes Augenmerk gilt der ganzheitlichen Systemintegration und dem Langzeitbetrieb und Lastregelung, um maximale Effizienz zu gewährleisten. Die Expertise umfasst dabei die Modellierung, Validierung und Systemcharakterisierung unter realistischen Betriebsbedingungen.
  
  
• Stromdichteverteilung bei PEMFCs
  Laborspezifische Aufbauten ermöglichen detaillierte Untersuchungen zum Verhalten der Stromdichteverteilung von Brennstoffzellen unter spezifischen Bedingungen hinsichtlich Gasversorgung und dynamischer Strombelastung. Dies ermöglicht In-situ-Untersuchungen zum Verhalten bei Lastwechseln oder sich ändernden Gasversorgungsszenarien. Insbesondere der Betrieb des Testsystems und Betriebsspezifische Fragestellungen sind hier im Fokus der Arbeiten.
  
  
• Elektrochemische Impedanzspektroskopie - EIS
  Um elektrochemische Komponenten und Systeme wie Brennstoffzellen und Batteriespeicher zu charakterisieren bietet die Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) eine sehr spezifische und detaillierte Messmethodik, insbesondere mit Hinblick auf die dynamischen Impedanzanteile und deren Verhalten in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsbedingungen. Im Fokus steht hier die Auseinandersetzung mit der Thematik EIS und den möglichen Messmethoden, sowie der Entwicklung und dem Aufbau von alternativen Messmethoden zur vereinfachten EIS.

Optional: Mögliche Fragestellungen für Projekt- und Abschlussarbeiten

• Untersuchung der ökologischen und ökonomischen Auswirkungen von grünem Wasserstoff im Stromnetz mittels Szenarienanalyse für verschiedene Anteile erneuerbarer Energien.
• Analyse der Potenziale sektorübergreifender Anwendungen von Wasserstoff in der Industrie, Mobilität und Energieversorgung unter Berücksichtigung aktueller Technologien.
• Untersuchung von Betriebsstrategien für PEM-Brennstoffzellen und deren Einfluss auf die Membranlebensdauer und Leistungsfähigkeit.
• Analyse des Einflusses von Schadgasen auf die Leistungsdegradation von Brennstoffzellen anhand experimenteller Daten, Modellierung und elektrochemische Impedanzspektroskopie.