T63-2025 - Wiss. Mitarbeiter:in (w/m/d) - Fachgebiet Angewandte Geothermie

Darmstadt / 75% / Befristet (31.12.2027) / Entgeltgruppe 13 TV TU Darmstadt / zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Über die TU Darmstadt

Die TU Darmstadt steht für exzellente und relevante Wissenschaft. Die tiefgreifenden globalen Veränderungsprozesse – von Energiewende bis zu Künstlicher Intelligenz – gestalten wir durch herausragende Erkenntnisse und zukunftsweisende Studienangebote entscheidend mit. Unsere Spitzenforschung bündeln wir in drei Feldern: Energy and Environment, Information and Intelligence, Matter and Materials. Als eine in der Metropolregion Frankfurt-Rhein-Main verankerte und sehr stark international geprägte Universität sehen wir uns den europäischen Werten und der europäischen Integration verpflichtet.

Über unseren Bereich

Das Fachgebiet Angewandte Geothermie an der TU Darmstadt, unter der Leitung von Professor Dr. Ingo Sass, forscht auf dem Gebiet der Geothermie, Hydrogeologie und geothermischen Reservoirtechnik. Unsere Arbeit reicht von grundlegenden Untersuchungen zum Wärme- und Stofftransport in geologischen Formationen bis hin zu anwendungsorientierter Forschung für eine nachhaltige Nutzung geothermischer Energie. Die Fachgebiet kooperiert eng mit Industrie- und Forschungspartnern, um innovative Lösungen für tiefe und oberflächennahe Geothermiesysteme, geothermische Speicher und thermische Energienetze zu entwickeln. Durch Laborexperimente, Feldstudien und numerische Modellierung leisten wir einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Geothermietechnologie und deren Integration in die Energiewende.

Ihre Aufgaben

Die Arbeiten für dieses Projekt werden in Zusammenarbeit mit dem GFZ Potsdam (Abschnitt 4.3 Geoenergie) durchgeführt. Zu Beginn des Projekts werden Mess- und Probenahmekampagnen geplant, gefolgt von der Entnahme geeigneter Proben im Feld oder aus Bohrkernlagern. Die erste Phase des Projekts konzentriert sich auf die systematische Charakterisierung der gesammelten Gesteinsproben und die Durchführung von petrophysikalischen und mechanischen Gesteinsexperimenten im Labor. Sowohl an der TU Darmstadt als auch am GFZ Potsdam stehen modernste Geräte und umfangreiche Laboreinrichtungen zur Verfügung. Für die Durchführung von Hochdruck- und Hochtemperaturexperimenten stehen am GFZ Potsdam spezialisierte und neu entwickelte Messgeräte wie das Mechanical Testing System „MTS“ oder das polyaxiale Hochdruckprüfsystem „True-Triax“ zur Verfügung (https://www.gfz.de/en/section/geoenergy/geoenergy-laboratories). In Zusammenarbeit mit dem Expertenteam des GFZ Potsdam wird die/der ausgewählte Kandidat:in neue experimentelle Methoden entwickeln, um z.B. das Bruchverhalten oder die hydraulischen Eigenschaften von kristallinen Proben unter Lagerstättenbedingungen zu untersuchen. Ergänzt werden diese Experimente durch mikroskalige Untersuchungen, wie Dünnschliffanalysen und Mikrochromatographie. Der zweite Teil des Projekts konzentriert sich auf die Anwendung der gesammelten Daten und die Hochskalierung der Gesteinseigenschaften vom Labor- auf den Lagerstättenmaßstab. Angepasst an die Anforderungen von BGE wird der ausgewählte Kandidat neue Upscaling-Methoden testen und/oder entwickeln. Diese Arbeit wird auch die Simulation der Laborexperimente mit Hilfe einer speziellen Software umfassen, die im Rahmen des Projekts bereitgestellt wird.

Hintergrund

Das kristalline Grundgebirge in Deutschland gilt als eines der potenziellen Wirtsgesteine für die Lagerung von hochradioaktiven Abfällen. Ein potenzieller Standort für ein Endlager muss bestimmte geologische Eigenschaften aufweisen, wie z. B. eine sehr geringe Durchlässigkeit und Langzeitstabilität. Es fehlt jedoch an Daten, die eine langfristige Abschätzung der hydraulischen Eigenschaften und des mechanischen Verhaltens von kristallinen und metamorphen Gesteinen unter Lagerstättenbedingungen ermöglichen. Deshalb sollen die verschiedenen kristallinen Einheiten in Deutschland systematisch auf ihre geochemischen, mineralogischen, petrophysikalischen und gesteinsmechanischen Eigenschaften hin untersucht werden. Die Durchführung von Laborexperimenten unter erhöhten Druck- und Temperaturbedingungen soll dazu beitragen, das Verhalten von Wirtsgesteinen unter Lagerstättenbedingungen besser zu verstehen und zu simulieren sowie deren Langzeitverhalten genauer abschätzen zu können.