1983年毕业于浙江大学获学士学位，1995年在浙江大学材料科学与工程获博士学位，1997年浙江大学化学系博士后流动站出站后留校工作，并晋升为副教授。1998-2001年在西班牙巴斯克大学作访问研究。2001-2003年在香港大学化学系做博士后研究。2003-2008年在美国宾州州立大学任研究员 和高级研究员。2008年聘为浙江大学求是特聘教授引进到浙江大学工作，2008年聘为教育部长江学者特聘教授。
研究领域为生物质能、氢能、太阳能、能源材料和电化学能源转化技术，主要研究方向：（1）环境微生物电化学和光化学能源转化基础；（2）废水处理同时能源回收的微生物燃料电池产电和微生物电解制生物燃气（氢气和甲烷）技术；（3）基于微生物-光化学-电化学的二氧化碳直接转化成液体燃料技术；（4）可再生能源储存和能源生产过程中高效废水处理技术。
作为项目负责人负责国家自然科学基金4项，国家“863”2项，省部级项目3项。主要完成人负责承担了美国国家自然科学基金、 KAUST国际重大研究规划，国际合作项目等多项科研项目。
获美国发明专利3项，已授权中国发明专利6项。 在Proceedings of the National Academy of Science（PNAS）、 Environ. Sci. Technol.、J.Phys. Chem.B等国际学术期刊上发表SCI收录论文140余篇，被SCI论文他引1500余次，合作出版英文著作2部；5篇论文成为环境科学与工程领域TOP1期刊Environ. Sci. Technol.年度被引用最多的20篇论文之一；被汤森路透评选为2014 环境和生态领域“高被引科学家”。