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.

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: Dissabte, 30 Setembre, 2023

Més informació

Més entrades de Recerca

Comentaris

Entrades populars d'aquest blog

Oferta pública 15/09/2023

  Ajuntament de Castell-Platja d'Aro 1 plaça d'Arquitecte tècnic Generalitat de Catalunya - Servei Públic d'Ocupació de Catalunya (SOC) 1 plaça de Tècnic superior al Servei Territorial d'Ocupació a Girona (Secció de Control i Justificació Econòmica) Generalitat de Catalunya - Servei Públic d'Ocupació de Catalunya (SOC) 1 plaça de Tècnic de gestió a l'Oficina de Treball de Barcelona-Sant Andreu Generalitat de Catalunya - Servei Públic d'Ocupació de Catalunya (SOC) 1 plaça de Tècnic de gestió a l'Oficina de Treball de Vilanova i la Geltrú Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) 1 plaça de Predoctoral researcher - Advanced Electronic Materials and Devices Group Ministerio de Ciencia e Innovación - Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) 1 plaça d'Investigador predoctoral Ministerio de Ciencia e Innovación - Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) 1 plaça d'

Oferta pública 18/09/2023

  Ajuntament de Santa Maria de Palautordera 1 plaça de Professor de l'Escola d'Adults Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) 1 plaça de RTL Engineer (R0) Fundació Bosch Gimpera 1 plaça d'Ajudant investigador Fundació i2CAT, Internet i Innovació Digital a Catalunya 1 plaça de Project Manager Tecnologies Digitals Fundació i2CAT, Internet i Innovació Digital a Catalunya 1 plaça de Project Manager TIC - Sector públic i privat Generalitat de Catalunya - Departament d'Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural 1 plaça de Diplomat enginyer tècnic agrícola als Serveis Territorials a Barcelona Generalitat de Catalunya - Departament d'Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural 1 plaça de Diplomat enginyer tècnic agrícola a la Direcció General d'Agricultura i Ramaderia Generalitat de Catalunya - Departament d'Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural 1 plaça de Diplomat enginyer tècnic forestal als Serveis Territorials a la Ca

Ciència i cinema a l'EEBE: “Maths saves The Last of Us”

Comença una nova edició del cicle Ciència i Cinema de l'Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE), amb la conferència “Maths saves The Last of Us”, a càrrec d'Ángeles Carmona, Andrés M. Encinas i Ma. José Jiménez, investigadores del departament de Matemàtiques), i del grup de recerca d'Anàlisi matricial i Teoria Discreta del Potencial (MAPTHE). Les investigadores analitzaran el context matemàtic de la sèrie The Last of Us, sèrie emesa per HBO, per poder assabentar-se de com la matemàtica discreta ens ajuda a aturar el cordyceps. A la sessió es podrà descobrir com les matemàtiques esdevenen essencials per al modelatge de pandèmies i ens permeten comprendre com es propaga la infecció del fong. L'activitat tindrà lloc a les 12 h a la Sala d'Actes de l'EEBE, i en finalitzar la xerrada, les persones assistents podran posar a prova els coneixements adquirits durant la sessió mitjançant un qüestionari de resposta múltiple. La persona guanyadora s'endurà a cas