Forschung

Forschungsschwerpunkte: Festkörperchemie, Elektrochemie, Grenzflächenchemie, Energiespeicherung, Batterien

Jürgen Janek ist ein deutscher Physikochemiker. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen der Festkörperelektrochemie, der Defekt- und Grenzflächenchemie von anorganischen Funktionsmaterialien sowie der elektrochemischen Energiespeicherung in Batterien.

Er forscht insbesondere zu innovativen Materialien und Konzepten für elektrochemische Energiespeicher und -wandler. Seit 2011 leitet Janek zudem das BASF-KIT-Gemeinschaftslabor am Institut für Nanotechnologie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), wo systematische Untersuchungen zu den Zellreaktionen von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und Materialentwicklungen für verbesserte LIB durchgeführt werden.

Ein Schwerpunkt von Jürgen Janek liegt auf den physikalisch-chemischen Grundlagen von Festkörperprozessen, die für moderne Energie- und Grenzflächentechnologien wichtig sind. Gegenwärtig stehen Feststoffbatterien im Mittelpunkt seiner Forschungen. Analytische Untersuchungen zur Bildung von Interphasen an Anoden und Kathoden ergänzen die Arbeiten. Janek beschäftigt sich besonders mit Transport und Reaktion in gemischtleitenden Festkörpern und in festen Elektrolyten. Er untersucht zudem neue Zellkonzepte für Batterien auf der Basis von Metall-Sauerstoff-Reaktionen (Li/O2, Na/O2) sowie Metall-Schwefel (Li/S8, Na/S8).

Festkörperbatterien (solid state batteries) gelten als eine nächste Generation von Akkus. Sie könnten schnellere Ladevorgänge ermöglichen und die Reichweiten von E-Autos erhöhen. Auch besitzen sie vermutlich eine längere Lebensdauer als die gegenwärtige führende Lithium-Ionen-Batterie. Festkörperbatterien auf der Basis von keramischen Elektrolyten lassen eine Reihe von Vorteilen erwarten. Die Leitfähigkeit der festen Ionenleiter steigt mit der Temperatur, und zusammen mit ihrer höheren chemischen Stabilität führt dies möglicherweise auch dazu, dass bei Überhitzung weniger stark geschädigt werden. Von großer Bedeutung ist die Hoffnung auf den Einsatz von Lithiummetall als Elektrodenmaterial, das in herkömmlichen Batterien zur Bildung von Kurzschlüssen (Dendritenbildung) neigt. Feste Elektrolyte reduzieren dieses Risiko – dies könnte auf lange Sicht auch zu Akkus mit höhere Energiespeicherfähigkeit führen.

Werdegang

• seit 2016 Direktor, Zentrum für Materialforschung (ZfM), Justus-Liebig-Universität (JLU) Gießen
• seit 2011 Direktor, Gemeinschaftslabor, Battery and Electrochemistry Laboratory (BELLA), BASF SE, Karlsruhe sowie Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
• 2008 Gastprofessor, Aix-Marseille University, Marseille, Frankreich
• 2004 Gastprofessor, Department of Materials Science and Engineering, Seoul National University, Seoul, Südkorea
• 2004 Gastprofessor, Tohoku University, Sendai, Japan
• seit 1999 Professor für Physikalische Chemie, Institut für Physikalische Chemie, JLU Gießen
• 1999 Professor für Physikalische Chemie, Christian-Albrechts-Universität Kiel
• 1997 Habilitation in Physikalischer Chemie, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• 1997-1999 Oberassistent, Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• 1992-1997 Wissenschaftlicher Assistent, Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• 1992 Promotion in Physikalischer Chemie, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• 1989 Diplom in Chemie, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover

Funktionen

• seit 2020 Mitglied, Beirat, Bayerisches Zentrum Batterietechnik (BayBatt), Bayreuth
• seit 2020 Mitglied, Beirat, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), Stuttgart
• 2019-2020 1. Vorsitzender, Deutsche Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie (DBG)
• 2018-2021 Dekan, Fachbereich Biologie und Chemie, JLU Gießen
• seit 2018 Mitglied, Beirat, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart
• seit 2018 Stellvertretender Vorsitzender, Fachbeirat „Batterieforum Deutschland“, Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
• seit 2018 Mitglied, Beirat, Batterieforschungszentrum, Münster Electrochemical Energy Technology (MEET), Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster
• 2017-2022 Mitglied, Forschungsrat, Forschungscampus Mittelhessen (FCMH), Gießen
• 2011-2015 Wissenschaftliches Mitglied, Senat sowie Bewilligungsausschuss für Sonderforschungsbereiche (SFB), Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• 2015-2018 Prodekan, Fachbereich Biologie und Chemie, JLU Gießen
• 2009-2011 Vorsitzender, Bundesvereinigung Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (BVMatWerk)
• 2007-2009 Vorsitzender, Arbeitsgemeinschaft Deutscher Universitätsprofessoren und -professorinnen für Chemie (ADUC)
• 2007-2009 Mitglied, Beirat sowie Delegierter, Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) sowie BVMatWerk
• 2006-2012 Mitglied, Vorstand, Fachgruppe Festkörperforschung und Materialwissenschaft, GDCh
• 2004-2010 Stellvertretender Sprecher, Fachkollegium Chemische Festkörperforschung, DFG
• 2004-2006 Vizepräsident, JLU Gießen
• 2001-2003 Dekan, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften, JLU Gießen
• 2000 Vizedekan, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften JLU Gießen

Projekte

• seit 2021 Mitglied, Kompetenzcluster Analytik & Qualitätssicherung (AQua), BMBF
• seit 2021 Antragsteller, Teilprojekt „Ionen- und Elektronen-leitfähige Hetero-Aggregate für elektrochemische Anwendungen“, Schwerpunktprogramm (SPP) 2289, DFG
• seit 2020 Antragsteller, Projekt „Katalyse vermittelt durch Sauerstoffspeicherung: HCl Oxidationsreaktion über CeO2-x(111)-basierten Modell Katalysatoren“, DFG
• seit 2020 Mitglied, Projekt, „NFDI4Ing – Nationale Forschungsdateninfrastruktur für die Ingenieurwissenschaften“, DFG
• seit 2019 Mitglied, Exzellenzcluster (EXC) 2154 „POLiS – Post Lithium Storage Cluster of Excellence“, DFG
• seit 2018 Wissenschaftlicher Koordinator, Kompetenzcluster für Festkörperbatterien (FestBatt), BMBF
• seit 2017 Kooperationspartner, Projekt „Gitterdynamiken in ionischen Leitern“, DFG
• seit 2017 Leiter, verschiedene Projekte, Programme zur Batterieforschung, BMBF
• seit 2016 Wissenschaftlicher Koordinator, German-Israeli Battery School (GIBS), BMBF
• 2014-2016 Koordinator, Graduiertenprogramm „Wissenschaftlich-technologische Grundlagen der Elektromobilität“, Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst, Wiesbaden
• 2013-2016 Koordinator, LOEWE-Schwerpunkt STORE-E „Stoffspeicherung in Grenzflächen für Energietechnologien von morgen“, Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst, Wiesbaden
• 2010-2018 Leiter, Teilprojekt „Grenzflächenchemie und 3-D Analytik von Implantat-Grenzflächen osteoporotischer Knochen“, Transregio (TRR) 79, DFG
• 2010-2020 Mitglied, International Research Network „Electrochemistry and Batteries“, BASF SE, Karlsruhe
• 2002-2008 Koordinator, SPP 1136 „Substitutionseffekte in ionischen Festkörpern“, DFG
• 1992-1997 Mitglied, SFB 173 „Lokale Teilchenbewegung, Transport und chemische Reaktion in Ionenkristallen“, DFG

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2023 IBA Research Award, International Battery Materials Association (IBA), Strongsville, USA
• 2022 Greve-Preis, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• seit 2022 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2022 Ehrendoktorwürde, Delft University of Technology (TU Delft), Delft, Niederlande
• 2022 Highly Cited Researcher, Cross-Field – 2021, Web of Science, Clarivate,     London, UK
• 2021 Highly Cited Researcher, Cross-Field – 2020, Web of Science, Clarivate, London, UK
• 2016 Wilhelm-Jost-Gedächtnismedaille, Akademie der Wissenschaften zu Göttingen
• 1999 Gerhard Hess-Förderpreis für junge Wissenschaftler, DFG
• 1998 Karl-Winnacker-Stipendium, Hoechst Foundation, Frankfurt am Main
• 1998 Nernst-Haber-Bodenstein-Preis, Deutsche Bunsen Gesellschaft (DBG)
• 1989 Stipendium, Verband der Chemischen Industrie (VCI), Frankfurt am Main