2011加入美国通用电气全球研发中心总部，担任高级工程师。2012年在美国伦斯勒理工学院任兼职客座教授（adjunct professor）。2017年5月到12月，在博兰得电子科技有限公司担任首级工程师。
2017年12月全职回国加入华中科技大学电气电子工程学院应用电子工程系。2018年入选国家青年人才项目和湖北省“百人计划”特聘教授。
主要研究方向是基于新型半导体材料的高性能电力电子装置，科研工程项目涵盖国防、航空、宇航、医疗、新能源、照明，通讯等多个领域。彭晗作为电力电子方向的主要负责人先后主持或参与国家青年人才项目、台达、联影医疗和博世公司等多个研发项目。彭晗博士在美期间，也曾主持和参与多个美国国家重点项目和通用电气多个公司项目，个人承担科研经费超过280万美元。已有多个前端科研成果已经或即将转化为实际工程生产力。截至到2018年1月，已发表和录用近8项美国和中国发明专利及专利申请。