Paul Scherrer Institut (PSI)

Über den Job

Das Paul Scherrer Institut PSI ist das größte Forschungsinstitut für Natur- und Ingenieurwissenschaften in der Schweiz. Wir betreiben Spitzenforschung in den Bereichen Zukunftstechnologien, Energie und Klima, Gesundheitsinnovation und Grundlagen der Natur. Durch Grundlagen- und angewandte Forschung arbeiten wir an nachhaltigen Lösungen für große Herausforderungen der Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft. Das PSI engagiert sich in der Ausbildung zukünftiger Generationen. Daher sind etwa ein Viertel unserer Mitarbeitenden Postdocs, Doktoranden oder Auszubildende. Insgesamt beschäftigt das PSI 2300 Personen.

Seit vielen Jahren führt das Labor für Abfallmanagement interdisziplinäre Forschung zur Sicherheit und Gestaltung geologischer Lagerstätten für radioaktive Abfälle sowie zu Strömungen, die für Kernreaktortechnologien relevant sind, durch und nutzt dabei eine einzigartige Kombination aus experimenteller Infrastruktur und Modellierungskapazitäten.

Für ein Marie Skłodowska-Curie Doktorandennetzwerk (MSCA-DN) Projekt suchen wir eine/n

Ihre Aufgaben

Das Projekt „Entwicklung und Anwendung eines Modellierungs-Workflows für die Entwicklung der Fluidchemie von der Förderung bis zur Wiedereinleitung“ zielt darauf ab, das Verständnis und die Vorhersage des Verhaltens von Fluiden in komplexen Geoenergiesystemen von der Förderung bis zur Wiedereinleitung zu verbessern. Ein zentrales Ziel ist es, zu quantifizieren, wie geologische, geochemische und ingenieurtechnische Faktoren gemeinsam die Fluidzusammensetzung und letztlich die Effizienz der geothermischen Energiegewinnung zusammen mit der Gewinnung kritischer Mineralien beeinflussen.

Um dies zu erreichen, wird ein Batch-Typ geochemischer Modellierungs-Workflow mit Open-Source-Tools (z. B. Marimo, jupyter) entwickelt, der chemische Prozesse (z. B. Ausfällung/Auflösung von Mineralien) während des Transports und der Verarbeitung geothermischer Flüssigkeiten mit dem thermodynamischen Solver PSI GEMS berechnen kann. Komplexere gekoppelte reaktive Transportprozesse, beispielsweise die Verkalkung von Rohrleitungen, sollen aus separaten Teilmodellen oder als Surrogatmodelle importiert werden. Der Workflow ermöglicht eine robuste Modellierung reaktiver Fluide, Phasenverhalten und gekoppelter Prozessinteraktionen bei der Wärmentnahme in Kombination mit mikrobieller, physikalischer oder chemischer Gewinnung kritischer Materialien wie Lithium. Nach der Etablierung wird der Workflow durch Fallstudien von Industriepartnern getestet und verfeinert, um die direkte Relevanz für reale Herausforderungen sicherzustellen und den Technologietransfer zu erleichtern.

Eine auf maschinellem Lernen basierende Sensitivitätsanalyse wird integriert, um die Parameter zu identifizieren, die die Modellergebnisse am stärksten beeinflussen. Diese Komponente hilft, Unsicherheiten zu quantifizieren, wichtige Hebelpunkte für operative Entscheidungen hervorzuheben und die Robustheit der Vorhersagen unter variierenden Betriebsbedingungen zu bewerten.

Erwartete Ergebnisse:

• Entwicklung eines „einfach zu bedienenden“ rechnerischen Workflows basierend auf Open-Source-Software und dem GEMs3K Gibbs-Energie-Minimierungs-(GEM) Thermodynamik-Solver
• Aufbau eines thermodynamischen Modells (Fluidmodell, thermodynamische Datenbank), das in der PSI GEM-Software zur Modellierung von CRM und Wärmentnahme verwendet werden kann
• Implementierung von Schnittstellen zu Ergebnissen/Modellen aus anderen Projekten (z. B. Thermo-Hydro-Mechanik (WP2, WP3), Thermo-Hydro-Chemie (WP3) oder biologische (WP4) Prozesse), um deren Einfluss auf CRM und Wärmentnahme zu verstehen
• (ML-basierte) Sensitivitätsanalyse zur Identifikation einflussreicher Parameter und Bewertung der Vorhersagerobustheit
• Test und Anwendung des Workflows auf Fallstudien von Industriepartnern

Sie werden an der Universität Bern immatrikuliert und erhalten Ihren Doktortitel von der Universität Bern. Diese Position ist Teil des Marie Sklodowska Curie Actions (MSCA) Doktorandennetzwerks (DN) „MiningBrines“ (Multidisziplinäre Integration und Vernetzung für erhöhte Nachhaltigkeit und Mehrfach-Ressourcenverwertung geothermischer Salzlösungen). Sie erhalten den Status eines „SERI-finanzierten MSCA DN Stipendiaten“. Im Rahmen des MSCA DN besuchen Sie das Geologische und Bergbauamt (BRGM) in Orléans, Frankreich, die Universität Neuchâtel in Neuchâtel, Schweiz, Collaboration Betters the World (CBTW) in Deutschland und VITO in Mol, Belgien für jeweils ca. 2 Monate. Sie arbeiten eng mit den anderen MiningBrines-Forschungsprojekten zusammen und nehmen an Netzwerkschulungen und Workshops teil.

Ihr Profil

Erforderliche Qualifikationen:

• Masterabschluss in Geowissenschaften (z. B. Geochemie, Geologie, Geophysik oder einem verwandten Fach) mit fundierten Kenntnissen in (Geo-)Chemie oder alternativ Masterabschluss in Chemie, Chemieingenieurwesen oder einem verwandten Fach mit starkem Interesse an geowissenschaftlichen Anwendungen
• Hohe Motivation für interdisziplinäre Forschung
• Ausgezeichnete Englischkenntnisse in Wort und Schrift (verpflichtend)

Wünschenswerte Fähigkeiten:

• Vertrautheit mit thermodynamischer und/oder (geo-)chemischer Software
• Erfahrung mit Programmiersprachen oder Skriptsprachen (z. B. Python, R, Matlab, ...)

Horizon Europe MSCA Mobilitätsregel: Kandidaten dürfen in den 36 Monaten vor dem Einstellungsdatum nicht länger als 12 Monate im Land der aufnehmenden Organisation (Schweiz) gewohnt oder tätig gewesen sein – außer im Rahmen eines obligatorischen nationalen Dienstes oder eines Verfahrens zur Erlangung des Flüchtlingsstatus gemäß der Genfer Konvention. Horizon Europe MSCA Zulassungskriterien: Doktoranden (DC) dürfen zum Zeitpunkt der Einstellung durch die aufnehmende Organisation keinen Doktortitel besitzen. Bewerber müssen berechtigt sein, sich an der Universität Bern für ein Promotionsprogramm einzuschreiben.

Wir bieten

PSI: Unsere Institution basiert auf einer interdisziplinären, innovativen und dynamischen Zusammenarbeit. Sie profitieren von einer systematischen Einarbeitung am Arbeitsplatz, zusätzlich zu persönlichen Entwicklungsmöglichkeiten und unserer ausgeprägten Berufsausbildungskultur. Wenn Sie Arbeit und Familie oder andere persönliche Interessen optimal verbinden möchten, unterstützen wir Sie mit modernen Arbeitsbedingungen und der Infrastruktur vor Ort.

MiningBrines: Ein internationales Netzwerk von 32 akademischen und industriellen Partnern aus verschiedenen Disziplinen bietet ein innovatives Doktorandenausbildungsprogramm, um Europas strategischen Bedarf an nachhaltigem Zugang zu kritischen Rohstoffen, Energiegasen und erneuerbaren Energien zu adressieren. Sie profitieren von einer interdisziplinären Ausbildung in Geowissenschaften, Biogeochemie, künstlicher Intelligenz und sozioökonomischer Analyse. Die Stelle ist für 36 Monate mit einem wettbewerbsfähigen Gehalt, Zulagen und zusätzlicher Finanzierung für technische Schulungen und Konferenzteilnahmen ausgestattet.

Interessierte Bewerber werden gebeten, ihre Bewerbung online einzureichen und folgende Unterlagen zu senden:

• Lebenslauf
• Motivationsschreiben
• Eine einseitige kritische Zusammenfassung eines Artikels ihrer Wahl
• Die Namen von zwei Kontaktpersonen (ehemalige Lehrer oder Betreuer, die gebeten werden, ein Empfehlungsschreiben zu senden)
• Akademische Zeugnisse

Alle Bewerbungsunterlagen müssen per E-Mail an miningbrines@benkei.eu. Der Betreff der E-Mail muss „Bewerbung für DC13-Stelle“ lauten.

Bewerbungen und Anlagen, die nach Ablauf der Frist eingehen, werden nicht berücksichtigt.

Bitte sehen Sie von Nachfragen zum Stand des Auswahlverfahrens ab. Wir informieren Sie, sobald es Neuigkeiten gibt.

Bewerber, deren Bewerbung nicht den oben genannten Anforderungen entspricht, werden nicht berücksichtigt.

Weitere Informationen und weitere offene Stellen im MiningBrines-Projekt finden Sie über die

euraxess Website

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Dr. Georg Kosakowski, georg.kosakowski@psi.ch.

Paul Scherrer Institut, Personalmanagement, Serdal Varol, 5232 Villigen PSI, Schweiz

www.psi.ch