"Mit führenden Wasserstoff-Forschenden zusammenarbeiten"

Die Erforschung nachhaltiger Energieträger kennt keine Grenzen – auch geografisch. Das beweist wieder einmal mehr der Besuch der kanadischen Doktorandin Mahsheed Rayhani von der renommierten York University in Toronto, die für einen 3-monatigen Forschungsaufenthalt an der DHBW Mannheim zu Gast war. Ermöglicht wurde dieser internationale Austausch durch ein Stipendium der kanadischen Organisation Mitacs.

Lernen von führenden Forscher*innen zu PEM-Brennstoffzellen 

Doch wie wird eine Nachwuchswissenschaftlerin aus Übersee auf die DHBW Mannheim aufmerksam? Der Anstoß kam über die Fachliteratur: Publikationen der kooperierenden Forscher*innen Prof. Dr. Aimy Bazylak (University of Toronto), Prof. Dr. Volker Schulz (DHBW Mannheim) und Eric Chadwick (Technische Universität Berlin; ehemals Akademischer Mitarbeiter DHBW Mannheim) erregten ihr Interesse. Die Entscheidung war schnell getroffen: In Mannheim würde sie nicht nur in einem Umfeld forschen, dass sich durch jahrelange Expertise im Bereich Wasserstoff- und PEM-Brennstoffzellenforschung einen Namen gemacht hat. Hier werden Ergebnisse der angewandten Forschung unmittelbar in die Praxis transferiert. 

Virtuelle Simulation trifft auf reale Laborarbeit

In Kanada arbeitet die Promovierende in der Forschungsgruppe von Prof. Cuiying Jian an der Lassonde School of Engineering (eine eigenständige Fakultät an der York University) und spezialisiert sich auf die Simulation von Transportvorgängen in Polymermembranen. In Mannheim konnte sie diese theoretische Expertise direkt in die Praxis einbringen: Ihre Computersimulationen ergänzten die experimentellen Laboruntersuchungen von Syed Shabab Haseeb und Christian Geml an der DHBW Mannheim im Bereich der elektrochemischen Verdichtung von Wasserstoff – einem Schlüsselbaustein für die Energiewende.

Im Gespräch mit Masheed Rayhani

Im Interview beschreibt Mahsheed Rayhani, warum sie sich für ihr Forschungspraktikum die DHBW Mannheim ausgesucht hat, was sie aus dieser Zeit mitnimmt und wie es danach für sie weitergeht.  

Aus Kanada zu uns – was hat Sie dazu bewogen, Ihren Gastaufenthalt an der DHBW Mannheim zu verbringen? 

Es war mir ein Anliegen, meine Arbeit – die vorwiegend auf Berechnungen und Theorie basiert – durch praktische Erfahrungen in einer Forschungsgruppe zu ergänzen, die sich auf Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEM) spezialisiert hat. Zu erleben, wie PEMs im Labor getestet und theoretische Konzepte in praktische technische Lösungen umgesetzt werden, war für meine Entwicklung als Forscherin unglaublich wertvoll.

Mit führenden Forscher*innen meines Fachgebiets zusammenzuarbeiten, war eine wertvolle Erfahrung während meiner Promotion. Unter den vielen Forschungsgruppen, die sich mit PEM-Brennstoffzellen beschäftigen, zeichnet sich das Wasserstoff-Forschungsteam an der DHBW Mannheim durch seine starke Expertise und anwendungsbezogene Forschung aus. Hier hatte ich die Gelegenheit, gemeinsam mit Prof. Dr. Volker Schulz und Prof. Dr. Sven Schmitz zu arbeiten. Durch ihren fachlichen Input sowie das unterstützende Forschungsumfeld an der Hochschule konnte ich mein technisches Wissen und Know-how als Ingenieurin und Wissenschaftlerin erweitern und meine Forschungsfähigkeiten stärken. 

In Deutschland zu forschen – einem der weltweit führenden Länder im Bereich der technischen Innovation und nachhaltiger Energietechnologien – hat diese Erfahrung noch bedeutungsvoller gemacht.

Was ist das Thema Ihrer Dissertation und woran haben Sie mit dem Mannheimer Team gearbeitet?

Meine Dissertation konzentriert sich auf die Verbesserung der Leistung von Polymerelektrolytmembranen sowohl für Brennstoffzellen als auch für elektrochemische Wasserstoffkompressoren (EHCs). Ich kombiniere molekulare Simulationen mit makroskaliger Modellierung, um zu verstehen, wie die Nanostruktur der Membran ihre Gesamttransporteigenschaften und Leistung beeinflusst. Auf diese Weise möchte ich effizientere und langlebigere PEM-Systeme entwickeln. 

An der DHBW Mannheim haben wir ein rechnergestütztes Modell zur Leistungsoptimierung von PEM-Membranen mit Fokus auf elektrochemische Wasserstoffkompressoren konzipiert und umgesetzt. Es identifiziert optimale Betriebsbedingungen wie Temperatur, Hydrationsniveau und Stromdichte, um die Membranleistung und Effizienz in einem einzelligen EHC zu maximieren.

Was fasziniert Sie an diesem Thema?

Vor allem inspiriert mich die Idee, Wasserstoff als nachhaltige Energiequelle zu nutzen. Mein akademischer Hintergrund liegt im Erdöl-Ingenieurwesen, daher habe ich mich schon immer für den Energiesektor interessiert. Ich glaube aber, dass Fortschritte in Wasserstofftechnologien wie Brennstoffzellen und elektrochemischen Wasserstoffkompressoren eine essenzielle Rolle in der zukünftigen Energielandschaft spielen werden. Sehr gern möchte ich dazu einen Beitrag leisten und habe daher meine Forschung auf sauberere Energietechnologien ausgerichtet.

Gibt es etwas in der deutschen Hochschulkultur oder im Laboralltag, das Sie überrascht hat oder ganz anders ist als in Kanada?

Die enge Verbindung zwischen Wissenschaft und Industrie. Ich bin beeindruckt, wie aktiv Hochschulen mit Industriepartnern zusammenarbeiten und wie Forschung oft von realen Anwendungen angetrieben wird. Im Vergleich zu Kanada sind solche Kooperationen in Deutschland stärker in das akademische Umfeld integriert. Ich kann mir vorstellen, dass diese Verzahnung wichtiger Nährboden für technologische Fortschritte ist. 

Eine weitere angenehme Überraschung war die kollaborative und freundliche Atmosphäre an der Hochschule. Die Beziehungen zwischen Studierenden, Forschenden und Dozent*innen wirken viel weniger formell und eher wie ein unterstützendes Team, das auf ein gemeinsames Ziel hinarbeitet. So ist es mir leichtgefallen, mit Menschen ins Gespräch zu kommen und Freundschaften aufzubauen, selbst in kurzer Zeit. Dies galt besonders in der Wasserstofftechnologie-Gruppe – unsere Projekte ergänzen sich, was das Teamgefühl noch mehr gefördert hat. Es war schön und motivierend, Teil dieses Miteinanders zu sein.

Wie haben Sie Ihre Zeit nach Feierabend verbracht?

Meine Zeit in Mannheim war eine wunderbare Kombination aus akademischem Ausprobieren und dem Entdecken neuer Orte. Verschiedene Kulturen erleben, historische Sehenswürdigkeiten besuchen und den künstlerischen Charakter jedes Ortes entdecken – das Leben in Deutschland und in Europa bietet so viele Möglichkeiten, und ich wollte meine Zeit bestmöglich nutzen. Am Wochenende habe ich oft kurze Ausflüge gemacht und unterschiedliche Städte und Regionen erkundet. In Deutschland ist vieles sehr gut erreichbar. Ob es sich um eine nahegelegene Stadt oder ein Nachbarland handelt, es gibt immer etwas Neues zu sehen und zu erleben.

Wie geht es jetzt in nach Kanada weiter?

Ich freue mich, wieder zu Hause zu sein, obwohl ich weiß, dass es viele Dinge an Deutschland gibt, die ich vermissen werde. Meine Priorität liegt jetzt auf der Dissertation, die ich nächstes Jahr gern verteidigen möchte. Abgesehen vom Abschluss meiner Promotion wird eines meiner größten Ziele sein, nach dem Abschluss eine Stelle zu finden. Ich freue mich, den nächsten Schritt in meiner Karriere zu machen und alles, was ich während meines Promotionsstudiums gelernt habe, anzuwenden. Es fühlt sich wie eine aufregende Zeit an, und ich bin gespannt, welche Chancen die Zukunft bereithält.

Vielen Dank und alles Gute, Frau Mahsheed Rayhani!