Frankreich

Jean-Marie Tarascon

Balzan Preis 2020 für Umweltprobleme: Materialwissenschaften für erneuerbare Energie

Für seine außergewöhnlichen Beiträge zur Grundlagen- und zur angewandten Forschung auf dem Gebiet der elektrochemischen Energiespeicherung; für seine Arbeiten, welche Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge rasch verfügbar machten, und die Handhabung von elektrischem Strom aus nicht kontinuierlich erneuerbaren Energiequellen verbessert haben, sowie für seine Bemühungen zur Entwicklung umweltfreundlicher Natrium-Ionen-Batterien.

Nach Abschluss seines Studiums an der Universität Bordeaux mit einem Doktorat in Festkörperchemie im Jahr 1981 war Jean-Marie Tarascon in den Vereinigten Staaten als Forscher in den Bell Laboratories tätig und leitete anschließend bei dem Unternehmen Bellcore (Bell Communication Research) fünf Jahre lang eine Forschergruppe für Energiespeicherung. Nach seiner Rückkehr nach Frankreich im Jahre 1994 lehrte er in Amiens an der Universität Picardie Jules Verne. 2013 wurde er am Collège de France zum Professor ernannt und erhielt den Lehrstuhl für Festkörperchemie und Energie.

Seine mit Enthusiasmus durchgeführte bahnbrechende theoretische und angewandte Forschung über Elektroden- und Elektrolytmaterialien und deren Technologien ermöglichte Jean-Marie Tarascon die Bereitstellung effizienterer und sicherer Lithium-Ionen-Batterien auf globaler Ebene. Eines seiner vorrangigen Ziele ist stets die Senkung von Umweltauswirkungen bei der Auswahl und Synthese von Materialien zur Herstellung, Verbesserung der Lebensdauer und Wiederverwertung von Batterien.

Zu den bemerkenswertesten Ergebnissen während seines Aufenthalts in den Vereinigten Staaten zählt die Identifizierung von Dimethylcarbonat als Zusatz für Elektrolyte, welcher die Herstellung von Batterien gemäβ professioneller Normen ermöglichte. Weitere Forschungsergebnisse führten zur Verlängerung der Lebensdauer von Elektroden mittels innovativer Oberflächenbehandlungen sowie zur Entwicklung dünner und flexibler Lithium-Ionen-Batterien mit kunststoffummantelten Elektroden und Elektrolyten.

In Amiens konnten Jean-Marie Tarascon und seine Mitarbeiter nachweisen, dass mittels mechano-synthetischer Verfahren eine Verdopplung der elektrokapazitiven Eigenschaften von Kohlenstoffelektroden in Verbindung mit Lithium erreicht werden kann. Ebenso machte er auf neue Anodenmaterialien nicht nur auf der Basis von Metalloxiden, sondern auch von Sulfiden, Nitriden, Fluoriden und Hydriden aufmerksam und eröffnete somit ein neues Forschungs- und Entwicklungsgebiet, in dem Nanopartikeln eine bedeutsame Rolle zukommt. Die Entwicklung von neuen Syntheseverfahren von Phosphaten und Silikaten bei einer Temperatur von 200°C, anstelle der für herkömmliche Keramiktechnologien erforderlichen 700°C, ermöglichte eine erhebliche Verringerung des Energieverbrauchs bei deren Produktion. Vor allem wurde dabei eine gänzlich neue Familie von Fluorosulfonaten entdeckt, die die Prinzipien der Nachhaltigkeit erfüllen. Ein weiterer bedeutender Fortschritt war die Entdeckung und die anschließende Erforschung einer ganzen Familie organischer Moleküle für erneuerbare und wiederverwertbare Elektroden.

Mit seinem neuen Team am Collège de France gelang es Jean-Marie Tarascon, ausgehend von der wenig bekannten Rolle der negativen Ionen in Reduktions-Oxidations-Reaktionen, die erstaunliche Energiespeicherkapazität einiger Oxidklassen zu erklären. Diese Entdeckung eröffnete ein breites Forschungsfeld über Materialien für Energiespeicherung und Wasserspaltung. Darüber hinaus beteiligt er sich intensiv an der Entwicklung von integrierter Sensorik und selbstreparierenden Mitteln mit dem Ziel der Funktionsoptimierung, Verlängerung der Lebensdauer und der Verringerung von Umweltauswirkungen.

Jean-Marie Tarascon ist ein herausragender Chemiker. Indem er etablierte Kenntnisse in Frage stellt und anzweifelt, liefert er für die Materialwissenschaften im Bereich der erneuerbaren Energien außergewöhnliche Beiträge. Im Laufe seiner Karriere bildete er zudem zahlreiche Doktoranden und Forscher aus und bemühte sich um die Einrichtung internationaler Netzwerke, die sich der Elektrochemie und der Materialforschung für die Nutzung erneuerbarer Energien widmen.