2-year PhD position (m/f/d) in ‘Atomic-scale characterization of solid electrolyte interphases in li

Zur Besetzung einer befristeten Vollzeitstelle (39,83 Stunden/Woche = 100%) ab dem 15. August 2026 oder zum frühestmöglichen Zeitpunkt suchen wir eine

2-jährige PhD-Stelle (m/w/d) in ‘Atomare Charakterisierung von Festelektrolyt-Grenzschichten in Lithium-Batterien’

Der Lehrstuhl für „Atomare Charakterisierung“ untersucht Materialien auf atomarer Ebene.

Die Entwicklung von wiederaufladbaren Batterietechnologien mit hoher Energiedichte ist entscheidend zur Lösung von Energie- und Umweltproblemen. Die Entwicklung wird jedoch derzeit durch ein mangelndes Verständnis der elementaren Prozesse an Elektroden/Elektrolyt-Grenzflächen behindert. Mehrere langjährige Probleme wie eine kurze Zykluslebensdauer, eine geringe Coulomb-Effizienz und eine gefährliche Dendritenbildung in Batterien können aufgrund der Wissenslücke nicht grundlegend gelöst werden.

Umfang: Vollzeit

Dauer: befristet, 2 Jahre

Beginn: ab 15. August 2026 oder zum frühestmöglichen Zeitpunkt

Ihre Aufgaben

Der Engpass besteht darin, dass die Grenzflächenchemie auf atomarer Ebene aufgrund fehlender geeigneter Analysekapazitäten noch nicht geklärt ist. In diesem Projekt wird der PhD-Kandidat die Atomsonde (Atom Probe Tomography) in Verbindung mit einer hochinnovativen kryogenen Probenpräparations- und Transferplattform einsetzen, um atomare Einblicke in die Festelektrolyt-Grenzschicht (SEI) und die Kathoden-Elektrolyt-Grenzschicht (CEI) zu gewinnen, die an der Elektroden/Elektrolyt-Grenzfläche in Lithium-Batterien gebildet werden.

Der PhD-Kandidat wird durch den European Research Council (ERC) Consolidator Grant ‘INTERACT’ für drei Jahre gefördert. Die PhD-Kandidaten werden eng mit anderen Mitgliedern des Lehrstuhls für Atomare Charakterisierung zusammenarbeiten, um das grundlegende Verständnis der Funktionsweise von Elektroden/Elektrolyt-Grenzflächen in Batterien zu verbessern und ihre Kenntnisse in der Materialcharakterisierung zu erweitern.

Der erfolgreiche Kandidat wird im neuen Forschungszentrum für grenzflächendominierte Hochleistungsmaterialien (ZGH) an der Ruhr-Universität Bochum tätig sein, das über eine große und umfassende Ausstattung für die Nanostrukturanalyse verfügt; das Zentrum gehört zu den weltweit besten Einrichtungen seiner Art. Er oder sie wird Zugang zu erstklassigen Laboren und mehr als 10 großen Mikroskopie-Plattformen haben, einschließlich modernster Atomsonde, aberrationskorrigiertem TEM und fokussiertem Ionenstrahl (FIB) usw.

Die Aufgaben umfassen:

• Zusammenbau von Batterien (im Glovebox), Durchführung von Batterie-Zyklustests und elektrochemischen Tests wie zyklische Voltammetrie, elektrochemische Impedanzspektroskopie in verschiedenen Elektrolyten
• Durchführung von kryogenen Rasterelektronenmikroskopie/fokussierten Ionenstrahl-Experimenten zur Bildgebung und chemischen Analyse
• Durchführung von kryogenen Rasterelektronenmikroskopie/fokussierten Ionenstrahl-Experimenten zur Herstellung von Atomsonden-Proben
• Durchführung von Atomsonden-Tomographie-Experimenten an SEI-Schichten, die nach verschiedenen Zyklen gebildet wurden
• Durchführung von Atomsonden-Tomographie-Experimenten an SEI-Schichten, die bei verschiedenen Temperaturen gebildet wurden
• Schreiben von Manuskripten für wissenschaftliche Arbeiten

Ihr Profil

Der Kandidat muss über Folgendes verfügen:

• ein exzellentes Masterstudium in Materialwissenschaften, Elektrochemie, anorganischer oder organischer Chemie
• Projekterfahrung mit Lithium-Metall- oder Ionenbatterien
• Vertrautheit mit dem Zusammenbau von Zellen und der Durchführung von elektrochemischen Zyklustests für nicht-wässrige oder wässrige Batterien
• fundierte Kenntnisse der Elektrochemie oder entsprechende Projekterfahrung
• Erfahrung in der Bedienung von Rasterelektronenmikroskopen/fokussierten Ionenstrahlen
• ein hohes Niveau an gesprochenem und geschriebenem Englisch
• Eigenmotivation und Lernbereitschaft
• Fähigkeit, sowohl unabhängig als auch als Teil eines interdisziplinären Teams zu arbeiten

Der Kandidat kann über Folgendes verfügen:

• Erfahrung in der Bedienung und Analyse von [Röntgenphotoelektronenspektroskopie-Daten] von Batterieschnittstellen