Stellenausschreibungen

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Jakob Albert ( jakob.albert"AT"uni-hamburg.de)
Ausgelegt für: Promotion

Aufgabengebiet

Die Aufgaben umfassen wissenschaftliche Dienstleistungen im o. g. Projekt. Außerhalb der Dienstaufgaben besteht Gelegenheit zurwissenschaftlichen Weiterbildung. Es besteht die Möglichkeit, außerhalb der Dienstaufgaben eine Promotion zu verfolgen.

Im Rahmen des Projektes „SMART Reactors“ sollen Ressourcen nachhaltig (Sustainable) in verschiedene Produkte (Multipurpose)umgewandelt werden, indem die Reaktionsbedingungen autonom (Autonomous) optimiert werden. Das führt zuwiderstandsfähigeren (Resilient) Prozessen, die dann besser übertragbar (Transferable) sind.

Die Entwicklung maßgeschneiderter bi- oder trimetallischer Katalysatoren für die selektive Herstellung von 1,2-Propandiol untermilden Reaktionsbedingungen, ist eine zentrale Herausforderung im gesamten SFB-Projekt. Daher wurden bereits multifunktionaleKatalysatorsysteme entwickelt werden, die sowohl die säurekatalysierte Glycerin-Dehydratisierung unter Bildung einerDoppelbindung als auch die anschließende Hydrierung zum gewünschten Diol katalysieren können, ohne eine unerwünschteKohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsspaltung zu initiieren, die zu unerwünschten Nebenprodukten führt.

Ein besonderer Schwerpunkt der hier ausgeschriebenen Stelle soll auf der Untersuchung der Struktur-Aktivitäts-Selektivitäts-Beziehungen der katalytischen Glycerin-Hydrogenolyse unter Verwendung verschiedener CNT-geträgerter Katalysatoren liegen.Hierbei sollen insbesondere sowohl zwei- als auch dreidimensionale MWCNTs als Träger für die katalytische Demonstration in einemmehrphasigen SMART-Reaktorprototyp untersucht werden. Eine umfassende Charakterisierung der auf den CNTs geträgertenKatalysatoren mit Hilfe verschiedener Methoden (ICP-OES, XRF, XRD, SEM, TEM, EDX, BET, Chemisorption, XPS) soll ebenfallsdurchgeführt werden.

Wir suchen eine:n Chemiker:in mit Interesse und Erfahrungen in den Bereichen der anorganische und synthetischen Chemie sowieder Synthese und Charakterisierung heterogener Katalysatoren.

Stellenausschreibung (PDF)
Bewerberportal der Universität Hamburg

Ausgelegt für: Bachelor- /Masterarbeit, Forschungspraktikum
Schwerpunkte: Anorganische Chemie
Dauer/Beginn: Nach Absprache

Beschreibung:

Um einen Beitrag zum Schutz der Welt vor dem Klimawandel und zur Verringerung unserer Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu leisten, müssen zunächst neue Lösungen entwickelt werden. In unserer Gruppe arbeiten wir an der Entwicklung neuer anorganischer Katalysatoren, die den Übergang zu einer nachhaltigen chemischen Industrie unterstützen.
Unsere Forschung konzentriert sich auf Polyoxometallate (POMs), Metall-Sauerstoff-Cluster, die für ihre einstellbare Azidität, ihre Redox-Eigenschaften und ihre strukturelle Vielseitigkeit bekannt sind. Diese Moleküle sind vielversprechende Kandidaten für die Oxidation von Biomasse zu wertvollen Plattformchemikalien, die wichtige Bausteine für eine grünere Zukunft sind.
In diesem Projekt werden Sie:
• verschiedene Arten von POMs mit unterschiedlichen Heteroelementen synthetisieren
• ihre Säure und ihr Redoxpotenzial systematisch untersuchen
• Methoden der anorganischen Synthese und molekularen Charakterisierung erlernen und anwenden (z. B. NMR, IR, UV/Vis, TGA, ICP-OES usw.)
• direkt zu einem bedeutenden wissenschaftlichen Ziel innerhalb des BioValCat-Projekts beitragen
Sie werden Teil eines kooperativen und motivierten Teams sein. Die von Ihnen synthetisierten Verbindungen werden nicht einfach im Regal stehen, sondern eine Schlüsselrolle in realen katalytischen Anwendungen spielen, die darauf abzielen, unsere Abhängigkeit von fossilen Ressourcen zu verringern.

Anforderungen:
• Interesse an anorganischer Chemie und molekularer Synthese
• Gute Englischkenntnisse
• Hohe Begeisterungsfähigkeit, Motivation und Teamgeist

Ansprechpartner:

Pegah Saedi
Office: TMC A203
E-Mail: Pegah.saedi"AT"uni-hamburg.deTel.: +49 40 42838-6003

Dr. Maximilian J. Poller
Office: TMC D29
E-Mail: maximilian.poller"AT"uni-hamburg.de
Tel.: +49 40 42838-3172

Ausgelegt für: Masterarbeit
Schwerpunkte: Anorganische Chemie
Dauer/Beginn: 6 Monate / 2025

Forschungsschwerpunkt:
Untersuchung von Polyoxometallaten (POMs) als innovative Katalysatoren für die Desoxygenierung von Biomasse-Derivaten - Vergleichende Untersuchung verschiedener POM-Strukturen, einschließlich verschiedener Heteroatome, Kationen und Addenda-Metalle, in katalytischen Reaktionen - Anwendung von POMs in der Modellreaktion zur Umwandlung von 1,2-Hexandiol in 1-Hexen durch katalytische Desoxydehydrierung (DODH)

Projektbeschreibung:
Die Umwandlung von Biomasse in wertvolle Chemikalien wird oft durch ihre komplexe, polyhydroxylierte Polymerstruktur behindert. Um nachhaltige chemische Prozesse voranzutreiben, konzentriert sich diese Arbeit auf die Erforschung alternativer Katalysatoren für Desoxygenierungsreaktionen. Konkret untersucht das Projekt die Verwendung von Polyoxometallaten (POMs) – Sauerstoff-Metall-Clustern, die traditionell in der Oxidations- und Säurekatalyse eingesetzt werden – als potenzielle Katalysatoren für die DODH-Reaktion. Diese POMs können durch Variation von Heteroatomen, Metallen und Trägerkationen chemisch abgestimmt werden und bieten spannende Möglichkeiten für eine umweltfreundliche Katalyse unter milden Bedingungen. Sie begleiten die Entwicklung und Erprobung dieser neuartigen Katalysatoren, charakterisieren ihre Strukturen und Eigenschaften und bewerten ihre Leistung in der DODH-Reaktion. Ziel ist es, Katalysatoren mit hoher Aktivität, Selektivität und Recyclingfähigkeit zu identifizieren und damit zu nachhaltigen Verwertungswegen für Biomasse beizutragen.

Ihr Profil:
Studium der Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen, Chemie oder einer verwandten Fachrichtung – Starkes Interesse an Katalyse, Reaktionstechnik und grüner Chemie – Kenntnisse in anorganischer Chemie, Katalyse – Praktische und handwerkliche Fähigkeiten für die Arbeit mit chemischer Synthese und Tests – Gute Organisationsfähigkeit, gute analytische Fähigkeiten und Fähigkeit zum selbstständigen Arbeiten.

Was wir bieten:
Beteiligung an Spitzenforschung im Bereich nachhaltige Chemie und Biomasseverwertung - Praktische Erfahrung in der Katalysatorsynthese, Charakterisierung und Leistungsprüfung - Zusammenarbeit in einem interdisziplinären Team aus Chemikern und Ingenieuren - Flexible Projektorganisation, die auf Ihre Bedürfnisse und Ihren akademischen Zeitplan zugeschnitten ist Wenn Sie sich für innovative Katalyse und nachhaltige chemische Prozesse begeistern, freuen wir uns auf Ihre Bewerbung! Bitte erstellen Sie einen Lebenslauf und ein Motivationsschreiben, in dem Sie Ihre relevanten Fähigkeiten und Ihr Interesse an diesem Projekt hervorheben.
Für weitere Informationen oder spezifische Beratung stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Ansprechpartner:

Dr. Maximilian J. Poller
Office: TMC D29
E-Mail: maximilian.poller"AT"uni-hamburg.de
Tel.: +49 40 42838-3172

Ausgelegt für: Bachelor- /Masterarbeit, Forschungspraktikum
Schwerpunkte: Technische Chemie, Reaktionstechnik
Dauer/Beginn: Nach Absprache

Beschreibung:

Mit überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien wie Photovoltaik und Windkraft kann Wasserstoff durch Elektrolyse nachhaltig produziert werden. Aufgrund der geringen volumetrische Energiedichte von Wasserstoff wird die Speicherung in flüssigen Energieträgern wie Methanol, Ethanol oder Dimethylether über ein Power-to-X-Verfahren in Erwägung gezogen. Dadurch kann eine kostengünstige Langzeitspeicherung ermöglicht werden.

Um den gespeicherten Wasserstoff in großen Mengen für Industrieprozesse wieder herauszulösen wird das Steam Reforming eingesetzt. Dazu werden der flüssige Energieträger und Wasser in der Gasphase zur Reaktion gebracht. Dabei entsteht neben Wasserstoff hauptsächlich CO2. Dieser kann anschließend bspw. über eine Membran abgetrennt und in Power-to-X Verfahren wieder eingesetzt werden. Ein beispielhafter Kreislauf für Dimethylether ist in Abbildung 1 dargestellt:

Abbildung 1: Dimethylether als Wasserstoffträger nach: P. Schühle , R. Stöber , M. Semmel , A. Schaadt , R. Szolak, S. Thill , M. Alders , C. Hebling, P. Wasserscheid and O. Salem , Dimethyl ether/CO2 – a hitherto underestimated H2 storage cycle, Energy Environ. Sci., 2023, 16 , 3002 —3013.

Die Wahl des Katalysators ist neben den Reaktionsbedingungen maßgeblich entscheidend für die ablaufende Reaktion. Für die Power-to-X Verfahren zur Synthese von flüssigen Energieträgern sind bereits diverse Katalysatoren auf Basis von Kupfer, Indium, Nickel etc. etabliert. Diese lassen sich mit großer Wahrscheinlichkeit ebenfalls für das Steam Reforming Verfahren anwenden. Deine Aufgabe wird es sein, diese Katalysatoren in einem Festbettreaktor zu testen und dabei verschiede reaktionstechnische Parameter anzupassen um die optimalen Bedingungen herauszufinden. Gegeben falls kannst du neue heterogene Katalysatoren synthetisieren, anschließend im Reaktor testen und dabei eigene Ideen einfließen lassen.

Wenn Du Interesse an dem Thema Steam Reforming hast, melde dich gerne bei mir per Mail oder komm vorbei!

Kontakt:
Nick Herrmann
nick.herrmann"AT"uni-hamburg.de
Tel: +49 40 42838-4285

Ausgelegt für: Bachelor- /Masterarbeit, Forschungspraktikum
Schwerpunkte: Technische Chemie
Dauer/Beginn: 4 Wochen,3-6 Monate,  ab Oktober 2025

Beschreibung:

In unserem Arbeitskreis entwickeln wir Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Biomasse in nachhaltige Plattformchemikalien mittels Polyoxometallaten (POMs). Diese zeichnen sich durch hohe Redox-Aktivität, starke Säureeigenschaften und thermische Stabilität aus. POMs ermöglichen einen effizienten Elektronentransfer, was sie besonders wertvoll für Oxidations- und Reduktionsreaktionen macht, und erleichtern als Brønsted-Säuren die Hydrolyse von Biomasse. Ihre Wasserlöslichkeit vereinfacht zudem die Handhabung in wässrigen Medien. Diese Eigenschaften machen POMs zu idealen Katalysatoren für die nachhaltige Umwandlung von Biomasse in wertvolle Chemikalien. Neben der Katalysatorentwicklung untersuchen wir auch, inwieweit durch Variation des Lösungsmittels beziehungsweise durch Zugabe von Additiven entsprechende Prozesse weiter optimiert werden können. Dafür untersuchen wir einerseits welchen Einfluss das Lösungsmittel auf den Katalysator hat, aber auch wie das Lösungsmittel mit dem Substrat sowie mit den Intermediaten wechselwirkt und sich dies auf den Reaktionsmechanismus auswirken kann.

Innerhalb eines Forschungspraktikums/Abschlussarbeit sollen daher geeignete Lösungsmittel für die Umsetzung von Biomasse oder Modellsubstrate untersucht werden. Zusätzlich zur experimentellen Durchführung an verschiedenen Miniplant-Anlagen ist die Anwendung diverser analytischer Methoden wie NMR, UV/Vis, HPLC und GC erforderlich, um ein Verständnis über den Einfluss des Lösungsmittels(additives) zu erlangen.

Ansprechpartner:

Leon Schidowski
Bundesstraße 45, Büro A203
E-Mail: leon.schidowski"AT"uni-hamburg.de

Ausgelegt für: Bachelor- /Masterarbeit, Forschungspraktikum
Schwerpunkte: Technische Chemie
Dauer/Beginn: Nach Absprache

Beschreibung:

Durch den rasanten Anstieg der Weltbevölkerung fallen vermehrt Abfälle an, wobei einer dieser Abfälle Biomasse darstellt. Die Nachhaltige Verwendung von Biomasse-Abfällen kann somit zum Schutz der Welt vor dem Klimawandel und das effizientere Nutzen von Rohstoffen dienen. Die Forschung zur Umwandlung von Biomasse in weit genutzte Chemikalien (Plattformchemikalien) stellt einen Weg zur Reduktion von Abfällen dar.

Im Zuge des Projektes BioValCat (Enhanced Biomass Valorisation by Engineering of Polyoxometalate Catalysts) werden Wege zur Umsetzung von Biomasse mit Hilfe von POM-Katalysatoren (Polyoxometallaten) zu Milch- bzw. Ameisensäure erforscht.

In diesem Teilprojekt geht es um die Umsetzung von Biomasse zu Milchsäure unter der Verwendung von POMs unter anaeroben Bedingungen. Dabei erhalten Sie Einblicke in die unterschiedlichsten Bereiche der Chemie. Sie werden dabei im Zuge des Projektes die folgenden Themen an unterschiedlichen Scale-up Anlagen bearbeiten:

·         Reaktionstechnische Untersuchung der Katalysator Performance und der damit einhergehenden Beeinflussung des Reaktionsmechanismus
·         Optimierung der Reaktionsbedingungen
·         Anwendung analytischer Methoden, wie NMR, CHNS-O, ICP-OES, HPLC, GC, TGA usw.
·         direkt zu einem bedeutenden wissenschaftlichen Ziel innerhalb des BioValCat-Projekts beitragen

Sie werden Teil eines kooperativen und motivierten Teams sein, in welchem Ihre Forschung eine relevante Rolle zum weiteren Fortschritt in der Arbeitsgruppe führen wird.

Anforderungen:

·         Interesse an technischer und anorganischer Chemie
·         Gute Englischkenntnisse
·         Hohe Begeisterungsfähigkeit, Motivation und Teamgeist

Kontakt:

Elisabeth Hundt
E-Mail: elisabeth.hundt"AT"chemie.uni-hamburg.de
Tel.: +49 40 42838-6047

Ausgelegt für: Bachelor- /Masterarbeit, Forschungspraktikum
Schwerpunkte: Technische Chemie, Heterogene Katalyse, Reaktionstechnik
Dauer/Beginn: 6 Monate/2 Monate/1 Mo-nat, sofort

Beschreibung:

Um die Dekarbonisierung in der Industrie und für Infrastrukturprojekte voranzutreiben, ist eine sichere und effiziente Nutzung von Energie aus Wasserstoff eine vielversprechende Alternative zu fossilen Rohstoffen. Selektive Hydrierungen an komplexen Molekülen sind dabei von besonderem Interesse. Die Entwicklung von Katalysatoren und Prozessen stehen diesbezüglich im Fokus der Forschung. In Zusammenarbeit mit der FAU Erlangen stehen neuartige, Phosphor-dotierte Metallkatalysatoren zur Verfügung. Diese Katalysatoren zeigen erhöhte Stabilität und ein zum positiven verändertes Selektivitätsverhalten im Vergleich zu den kommerziellen Katalysatoren. Ziel des Projektes ist es, mit diesen neuen Katalysatoren einen kontinuierlichen Prozess im Labormaßstab unter milden Reaktionsbedingungen (T < 100 °C und p < 20 bar) zu entwickeln. Hierfür werden die industrierelevanten Reaktionsnetzwerke aus 1-Indanon und 2,5-Dimethylfuran untersucht, deren Selektivhydrierung bezüglich Umsatzes und Selektivität zu optimieren sind (siehe Abbildung). Neben den chemischen Zusammenhängen sind reaktionstechnische Parameter wie Fluiddynamik, Stoff- und Wärmetransport von signifikanter Bedeutung und sollen dementsprechend untersucht und charakterisiert werden.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll zunächst das Katalysatorscreening abgeschlossen werden. Dabei wird über Träger- und Beladungsvariation jeweils ein optimaler Katalysator pro Reaktionsnetzwerk bestimmt. Verschiedene Methoden (ICP-OES, XRD, N2-Physisorption, TEM, BJH, BET, H2-TPR, SEM-EDX) werden verwendet, um die Katalysatoren möglichst umfassend zu charakterisieren und diese Daten mit den experimentellen Ergebnissen zu verknüpfen um unterschiedliche Phänomene zu erklären. Abschließend verschiebt sich der Fokus auf Parametervariation zur Bestimmung der Reaktionskinetik und Charakterisierung der Stofftransportvorgänge. Die erhaltenen Ergebnisse bilden die Grundlage für die Implementierung der Reaktion in einen kontinuierlichen Prozess.

Bei Interesse oder Rückfragen melde dich gerne per Mail oder besuch mich im Büro A203.

Ansprechpartner:

Niklas Pietzschke
Bundesstraße 45, Büro A203
E-Mail: niklas.pietzschke"AT"uni-hamburg.de
Tel: +49 40 42838-6003