In Deutschland entfallen rund 20 % des gesamten Stromverbrauchs auf Kühlanwendungen. Eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Kühlsystemen stellt die elastokalorische Kühlung dar, die spannungsinduzierte Temperaturänderungen in superelastischen Formgedächtnislegierungen (SMAs) nutzt. Im Gegensatz zu klassischen Verfahren vermeidet die elastokalorische Kühlung die mit Kältemittelleckagen verbundenen Umweltprobleme, da sie auf Festkörpermaterialien basiert. Darüber hinaus bietet sie ein hohes Effizienzpotenzial, wobei die Materialeffizienz nahe an thermodynamische Grenzwerte heranreicht.
Dieses Projekt zielt auf die Entwicklung einer hochleistungsfähigen elastokalorischen Kühlvorrichtung der nächsten Generation auf Basis mikrofluidisch integrierter Formgedächtnislegierungen ab. Ziel ist es, Mikrokanäle in superelastischen SMA-Materialien zu entwerfen und herzustellen und daraus ein elastokalorisches Kühlsystem zu entwickeln. Durch die verbesserte Wärmeübertragung über diese Mikrokanalstrukturen soll die Kühlleistung deutlich gesteigert und neue Ansätze für nachhaltige Kühllösungen eröffnet werden. Diese interdisziplinäre Forschung bewegt sich an der Schnittstelle von Materialwissenschaft, Maschinenbau und Mikrotechnik und ist besonders relevant für verschiedene Anwendungsbereiche, etwa das Wärmemanagement von Batterien in Elektrofahrzeugen sowie die Kühlung kritischer elektronischer Komponenten.

Organisationseinheit

Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)

Ihre Aufgaben

Ihr Aufgabengebiet umfasst folgende Tätigkeiten:

• Design und Herstellung von Mikrokanälen in superelastischen SMA-Materialien
• Charakterisierung von superelastischen Formgedächtnislegierungen (mechanisch, thermisch, Ermüdungslebensdauer)
• Modellierung, Entwurf und Simulation (FEM Multiphysik, Modellierung mit pauschalen Elementen)
• Schnelles Prototyping (optische Lithographie, 3D-Druck, Lasertechnik)
• Entwicklung, Charakterisierung und Kontrolle von Kühlungsdemonstratorvarianten
• Simulationsgestützte Entwurfsoptimierung

Das IMT verfügt über eine breite Palette an hochmodernen Einrichtungen, darunter ein 600 m² großer Reinraum, fortschrittliche Rapid-Prototyping-Möglichkeiten wie Lithografie, 3D-Druck und Laserschneiden, Design- und Füge-Labors sowie verschiedene Messlabors. Die Stelle ist im ZEco Thermal Lab von Dr. Jingyuan Xu angesiedelt.

Die Aufgabe bietet die Möglichkeit zur berufsbegleitenden Promotion.

Eintrittstermin

baldmöglichst / as soon as possible

Ihre Qualifikation

• sehr guter Hochschulabschluss (MSc) in Maschinenbau oder einem verwandten Fachgebiet
• Kenntnisse in den Bereichen Maschinenbau, Thermodynamik, Wärmeübertragung und Mikrosystemtechnik
• Erfahrung in CAD, Modellierung mit pauschalen Elementen und/oder FEM-Simulation und/oder MATLAB-Programmierung sowie in der Durchführung von thermischen Charakterisierungen und mechanischen Tests
• sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Entgelt

EG 13, sofern die fachlichen und persönlichen Voraussetzungen erfüllt sind.