Ved SI var Bredesen med på å etablere et nytt fagmiljø innenfor fremstilling og forming av uorganiske (nano)materialer bla. basert på sol-gel teknologi. Forsknings- gruppen Bredesen ledet utviklet teknologi som membraner for gass og væske separasjon, og piezo-elektriske materialer som bla. anvendes i sensorer. Mye av teknologien er senere tatt opp i industrien, som f.eks. Pd-baserte membraner for separasjon av H2.
Han har koordinert prosjekter som utviklet membranteknologi for hhv. produksjon av H2 fra naturgass og bio- etanol. Erfaringen fra EU prosjekter er brukt i utvikling av SINTEFs EU strategi og samarbeid med rektoratet ved NTNU for å øke EU forskningen i SINTEF og NTNU.
I de siste 20 årene har Bredesen også bidratt i teknologiutvikling rettet mot CO2-fangst. Han deltok i FUNMAT-initiativet for å etablere et forsknings- program i forskningsrådet innenfor nanoteknologi (NANOMAT, senere NANO2021), og har senere ledet nasjonalt koordinerte prosjekter innenfor grunnleggende materialkunnskap relevant for solcelle-, brenselcelle-, elektrolyse- og membranteknologi.
I 2001 ble Bredesen utnevnt til sjefsforsker i SINTEF, og fra 2005 har han vært forskningssjef for avdelinger som arbeider med utvikling og implementering av bærekraftig energiteknologi. Bredesen er medlem av flere internasjonale vitenskapelige komiteer, og er styreformann i Mobility Zero Emission Systems (MoZEES) som er et forskningssenter for miljøvennlig energi (FME). Han har ca. 100 vitenskapelige publikasjoner i internasjonale tidsskrift, 20-talls kapitler i fagbøker, i tillegg til å være oppfinner på patenter. Han har også bidratt til etablering av nye bedrifter.
