El Profesor Chimenos es actualmente Catedrático de Universidad en el campo de la Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica en el Departamento de Ciencia de los Materiales y Química Física de la Universidad de Barcelona. Desde 1990, es miembro del Grupo de Investigación en Diseño y Optimización de Procesos y Materiales (DIOPMA), habiendo ejercido como su director de 2015 a 2020. El grupo de investigación fue acreditado por el Centro de Innovación y Desarrollo Empresarial (CIDEM) de la Generalitat de Catalunya como centro de transferencia de tecnología e innovación (TECNIO). En 2005, el grupo obtuvo la acreditación como grupo de investigación consolidado, la cual mantiene hasta la fecha (2017 SGR 0118). Además, el grupo es un centro de investigación afiliado a la red de I+D+i Energy for Society (XRE4S), a la Red Temática Española de Almacenamiento de Energía Térmica, a la Red Iberoamericana de Energías Renovables y Protección Ambiental (RIbeERA) y a la Red de Ciudades Inclusivas, Resilientes, Eficientes y Sostenibles (CIRES). Dentro del grupo de investigación DIOPMA, el Profesor Chimenos es actualmente el investigador principal de proyectos en el área de Valorización de Materiales, Reciclaje e Investigación Ambiental.

Su investigación se centra principalmente en el estudio de materiales ligantes alternativos al cemento Portland, la formulación de materiales sostenibles para la construcción, la reutilización de subproductos de magnesio en tecnología ambiental, y la caracterización, estabilización y reutilización de residuos generados en plantas de valorización energética de residuos sólidos urbanos. En estas áreas de investigación, ha supervisado ocho tesis doctorales, con cuatro más actualmente en curso, así como numerosos proyectos de grado y máster.

Su actividad investigadora ha dado lugar a más de 105 artículos en revistas indexadas, 25 patentes y más de 120 contribuciones en congresos. Ha participado en numerosos proyectos de investigación competitivos financiados a través de recursos públicos internacionales, nacionales y regionales, así como en proyectos colaborativos con entidades privadas, actuando como investigador principal en la mayoría de ellos.