节能是国家能源战略的重点，提高换热设备的效率对化工石油化工等高耗能行业的节能至关重要。实验室建设期间，在国家863课题、中国石化重大装备国产化研制项目等支持下，根据沸腾和冷凝的传热效率关键取决于设备表面特性的原理，发展了具有显著强化传热效果的表面调控型系列高效换热元件及设备，实现了产业化与推广应用，取得了如下的关键创新技术成果：
（1）发明了烧结复合粉末制备微多孔表面的新方法及高效沸腾换热元件。首次发现金属表面晶粒细化至纳米尺度后，自由能显著降低、蒸气的冷凝模式由膜状转变为高效的滴状；
（2）发明了法向旋压法表面自纳米化新技术及高效冷凝换热元件。发明了惰性金属涂层镀覆新工艺及高效长寿换热元器件。并将上述表面调控型高效换热技术拓展应用于强放热/吸热类反应体系微反应器的研发；
（3）发现了微多孔层与微小通道强化沸腾传热的协同效应，突破了微尺度通道内较高质量含气率下传热恶化的限制，揭示了多孔表面的传热强化机制及尺度效应的作用机制，研制成功费托合成、重整制氢等微反应器。
基于上述研究成果，研制成功6大类30种高效换热元件。国内外率先实现低温烧结型多孔表面管、纳米晶表面冷凝管、钛内波外螺纹管、表面改性型高效长寿热管及其换热设备的产业化，荣获国家技术发明二等奖（第二完成单位）、中国产学研合作创新成果一等奖及教育部科技进步二等奖各1项。形成国家行业标准，发表SCI论文50余篇，授权发明专利22件。已生产3万多吨高效换热管和2600余台高效换热设备，应用于石化、热电、冶金、新能源等领域160多家企业的280余套装置，出口美、德等15个国家。突破了传统换热器最小沸腾和冷凝传热温差的使用极限，换热效率大幅提升，节能、减排效果显著。整体处于国际先进水平，部分技术居国际领先地位，大幅提升了我国高端热能装备的技术水平和国际竞争力。