Benjamin Balke promovierte 2008 unter der Leitung von Prof. Claudia Felser an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz über das Design von Materialien für die Spintronik.

Anschließend arbeitete er als Feodor Lynen Research Fellow am Lawrence Berkeley National Laboratory und an der UC Berkeley in Berkeley, CA, USA.
Von 2009 bis 2014 war er Gruppenleiter für Thermoelektrik, Solarzellen und Festkörperchemie in der Gruppe von Prof. Felser in Mainz.
Seine Forschung konzentrierte sich auf das Design von thermoelektrischen Heusler-Verbindungen für industrielle Anwendungen (gefördert vom BMWi), insbesondere auf das Design von intrinsischer Phasenseparation und Nanokompositen zur Verbesserung der thermoelektrischen Gütezahl. Auf diesem Gebiet schloss er im Dezember 2018 seine Habilitation ab und ist seitdem Privatdozent am Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
Seit Dezember 2018 ist Dr. Balke Standortleiter des Fraunhofer IWKS in Hanau. Dort arbeitet er an der Schaffung nachhaltiger und ressourceneffizienter Materialkreisläufe für die Energiewende, welches speziell das Batterie-Recycling, das Recycling von PV-Modulen, Brennstoffzellen und LEDs beinhaltet, aber auch die Entwicklung neuer Materialien für die Energiewandlung.