Passa al contingut principal

PhD Student - High-fidelity thermo-mechanical simulations for Solid Oxide Electrolyzer Cells (R1) per el Barcelona Supercomputing Center

The urgent need for decarbonization has brought about a shift towards hydrogen and hydrogen-enriched fuels as a solution for the future cleaner, and low-carbon energy systems. However, meeting the EU targets for reduced emissions and carbon dependency poses new challenges for energy-intensive industrial processes like steel manufacturing or power generation. Power-to-X (P2X) technologies are being developed to produce "green hydrogen" from renewable electricity, which can then be used to improve these processes and reduce their carbon footprint and dependence on fossil fuels. In fact, given the still low energy density of batteries, green hydrogen is currently the only feasible alternative to decarbonize industries where this parameter is critical, such as as commercial aviation. Hydrogen-based technologies are a crucial component of the energy transition and require digital tools and advanced software to speed up their deployment in the market.

Green hydrogen, which is generated from water and renewable electricity in an electrolyzer, can be stored and distributed for use in power generation or electrochemical systems like fuel cells. Among the most efficient hydrogen production systems, Solid Oxide Electrolizer Cells (SOECs) operating at high temperatures have shown high potential to generate hydrogen at moderate and large scales. These cutting-edge technology involve numerous physical and chemical phenomena occurring at various scales, ranging from thermo-mechanical-fluidic at the cm-scale to electrochemistry at the nanoscale. The multi-physics and multi-scale nature of these devices makes them extremely challenging from a simulation standpoint, but the outputs of the simulations are highly valuable for predicting and designing real-world operating systems.

This Ph.D. opportunity offers a chance to work on predicting the mechanical behavior of SOEC technology with a focus on developing a thermo-mechanical solver and constitutive modeling of the system. The research will involve understanding the thermo-mechanical properties of SOECs and developing a model to accurately predict the thermal stresses under service conditions for the critical cell components. The developed framework will be integrated into Alya, an HPC-multiphysics code, coupling it with the thermo-electro-chemical solver. The successful candidate will work with a team of experienced researchers to further advance the SOECs field and contribute to sustainable energy technologies development. The model developed by the candidate will be verified and validated against the experimental data gathered from the prototype cells provided by the cutting-edge equipment of project partners. The final outcome of this project involves the candidate working on developing infrastructure for generating Digital Twins that use Artificial Intelligence (AI) and physics-based reduced-order models to process data from the full description of the SOEC system. The model developments will be conducted in collaboration with the Universidad de Sevilla, and interactions with the solid mechanics group there are expected.

This contract is part of the project TED2021-131267B-C33, funded by MCIN/AEI/10.13039/ 501100011033 and the European Union "NextGenerationEU"/PRTR

Key Duties

Implement advanced constitutive material models.

Develop a thermo-mechanical solver.

Coupling of the thermo-electro-chemical with a thermo-mechanical model.

Predict the thermal stresses of the critical cell components.

Interact with the different partners of the projects to carry our collaborative research.

Contribute to scientific publications and reporting to different National and EU projects the researcher will be involved in.

Termini per aplicar: Dilluns, 01 Maig, 2023

Més informació

Més entrades de Beques

Comentaris

Entrades populars d'aquest blog

La ciberseguretat a Catalunya

El sector de la ciberseguretat és un element cada vegada més fonamental per a les empreses que tenen presència i activitat a escala digital, ja sigui a través d’internet com en la gestió de dades i processos interns de la pròpia companyia. Per això, tal com recull l’actualització de l’informe 'La ciberseguretat a Catalunya,' elaborat per ACCIÓ i l’Agència de Ciberseguretat de Catalunya, ja hi ha 516 empreses que desenvolupen el seu model de negoci en aquest sector. Xifra que representa un creixement del 50% respecte els darrers cinc anys. Pel que fa a volum de negoci, el 2022 (darreres dades disponibles) el sector va generar 1.244 milions d’euros, un 16% més que l’any anterior, i un creixement del 54% respecte els darrers sis anys. Les empreses de ciberseguretat donen feina a més de 9.400 persones, un 15% més que el 2021. [PÍNDOLA] La ciberseguretat a Catalunya CAT EN Descarrega l'informe complet Més posts de Mercat de treball

Pràctiques Ciberseguretat - Consultoria a UPCnet

Som l'empresa de consultoria i serveis digitals avançats de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Proporcionem a la UPC serveis TIC amb la màxima fiabilitat, rendibilitat i amb evolució constant per donar suport a l’estratègia de la Universitat. Combinem el coneixement generat a la UPC amb el talent i l'experiència del nostre equip format per més de 250 professionals de l’enginyeria i la consultoria, adquirida treballant en projectes i empreses líders des de fa més de 20 anys. Facilitem el creixement de les persones del nostre equip perquè siguin les i els líders tecnològics del futur. Ho fem en un bon ambient de treball i amb condicions flexibles. El teu repte Col·laborar en diverses oficines tècniques de seguretat, donant suport al rol de CISO i assistència en la revisió i elaboració de polítiques i procediments de seguretat, gestió de riscos, plans de continuïtat, programes de dinamització de la ciberseguretat, elaboració de píndoles formatives... Participar en proj

Els semiconductors a Catalunya

Els semiconductors per a la fabricació de xips estan dissenyats específicament per proporcionar als dispositius i circuits integrats la capacitat de processar, emmagatzemar i transmetre dades. Així, els materials semiconductors són un element crucial en l'electrònica moderna i constitueixen un component important de molts dispositius electrònics d'ús habitual, com ara telèfons intel·ligents, tauletes i ordinadors, però també de tots els dispositius que han anant incorporant elements digitals i de connectivitat. És el cas dels automòbils, l’equipament mèdic, els data centers o els aparells automatitzats. En xifres globals, el 2024 els ingressos de la indústria mundial de semiconductors arribaran als 588.360 milions de dòlars, un augment del 13% respecte l'any anterior. De cara a futur, s'espera que la indústria mundial dels xips de semiconductors creixi a un ritme del 6,3% anual fins al 2027. I nforme complet Els semiconductors a Catalunya Píndola: Els semiconductors a C