Simulation der Separatorbenetzung innerhalb einer neuartigen Natrium-Sekundärbatterie
Mitteltemperatur- Batteriesysteme mit flüssiger Natrium Anode sind eine vielversprechende Technologie für nachhaltige und kosteneffiziente Energiespeicherung. Eingesetzt als stationäre Speichersysteme in mittleren und großen Maßstäben sind sie essentiell für den Einsatz erneuerbarer Energien und die angestrebte Energiewende.
Ein wichtiger Aspekt für die Leistungsfähigkeit der Batterie ist die Benetzung des keramischen Separators mit flüssigem Natrium. Mithilfe eines Standard Solvers der Open-Source CFD-Software OpenFOAM ist die Benetzung des Separators zu simulieren. Als Zielgröße soll eine Benetzungskinetik in Abhängigkeit von Materialeigenschaften abgeleitet werden. Weiterhin ist der Einfluss der Oberflächenrauigkeit der Separator-Schicht auf die Benetzungseigenschaften und die Benetzungskinetik von Interesse.
Mögliche Aufgaben:
- Entwickeln einer Randbedingung für die Natriumbildung auf der Separator Oberfläche
- Erstellen einer (idealisierten) Oberflächengeometrie für die Simulation und deren Vernetzung
- Ableiten einer Benetzungskinetik (relative Benetzung in Abhängigkeit der Zeit) aus den Simulationsergebnissen
- Einfluss verschiedener Parameter auf die Benetzung (charakteristische Oberflächenwerte, Kontaktwinkel, Stoffstrom Natrium, etc.)
- (Rekonstruktion einer Oberflächengeometrie aus Messdaten an realem Separator)
Hierbei handelt es sich um mögliche Aufgabenteile deiner Arbeit. Bei dieser neuartigen Batterietechnologie kann viel ausprobiert werden! Die genaue Aufgabenstellung richtet sich auch nach deinen Interessen.
Erfahrungen mit OpenFOAM und Matlab sind wünschenswert aber nicht notwendig. Kenntnisse über Elektrochemie und Batterietechnik sind nicht erforderlich. Wichtig sind Interesse an Modellierung und numerischer Simulation und eine eigenständige, lösungsorientierte Arbeitsweise abseits ausgetretener Pfade.
Kontakt:
M.Sc. Felix Gerbig