I 1799 havde grev Rumford foreslået, at der i London skulle oprettes en “Institution for Diffusing Knowledge”, dvs. den kongelige institution. Huset i Albemarle Street blev købt i april 1799. Rumford blev sekretær for institutionen, og dr. Thomas Garnett blev den første foredragsholder.
1802 satirisk tegning af James Gillray, der viser en Royal Institution-forelæsning om pneumatik, hvor Davy holder blæsebælgen, mens grev Rumford ser på yderst til højre. Dr. Thomas Garnett er foredragsholderen, der holder offerets næse.
I februar 1801 blev Davy interviewet af komiteen for Royal Institution, der bestod af Joseph Banks, Benjamin Thompson (der var blevet udnævnt til grev Rumford) og Henry Cavendish. Davy skrev til Davies Gilbert den 8. marts 1801 om tilbuddene fra Banks og Thompson, en mulig flytning til London og løftet om finansiering af hans arbejde med galvanisme. Han nævnte også, at han måske ikke ville samarbejde videre med Beddoes om terapeutiske gasser. Næste dag forlod Davy Bristol for at tiltræde sin nye stilling ved Royal Institution, idet det var blevet besluttet “at Humphry Davy ansættes i Royal Institutions tjeneste som assisterende lektor i kemi, leder af det kemiske laboratorium og assisterende redaktør af institutionens tidsskrifter, og at han får lov til at indtage et værelse i huset og blive forsynet med kul og stearinlys, og at han får en løn på 100l. om året.’
Den 25. april 1801 holdt Davy sit første foredrag om det relativt nye emne “Galvanisme”. Han og hans ven Coleridge havde haft mange samtaler om arten af menneskelig viden og fremskridt, og Davys foredrag gav sit publikum en vision om den menneskelige civilisation, der blev bragt frem af videnskabelige opdagelser. “Den har givet ham kræfter, som næsten kan kaldes skabende; som har sat ham i stand til at modificere og ændre de væsener, der omgiver ham, og ved sine eksperimenter at udspørge naturen med magt, ikke blot som en lærd, der er passiv og kun søger at forstå hendes operationer, men snarere som en mester, der er aktiv med sine egne instrumenter.” Det første foredrag fik en meget positiv kritik, og ved foredraget i juni skrev Davy til John King, at hans sidste foredrag havde fået næsten 500 tilskuere. “Der var vejrtrækning, lattergas og ubegrænset bifald. Amen!” Davy nød sin offentlige status.
Davys foredrag indeholdt spektakulære og til tider farlige kemiske demonstrationer sammen med videnskabelige oplysninger og blev præsenteret med stor showmanship af den unge og smukke mand. Davy inkluderede også både poetiske og religiøse kommentarer i sine foredrag, idet han understregede, at Guds design blev afsløret af kemiske undersøgelser. De religiøse kommentarer var til dels et forsøg på at appellere til kvinderne i hans publikum. Davy støttede ligesom mange af sine samtidige fra oplysningstiden kvindelig uddannelse og kvinders deltagelse i videnskabelige aktiviteter og foreslog endda, at kvinder skulle have adgang til aftenarrangementer i Royal Society.Davy fik en stor kvindelig fanskare rundt omkring i London. I en satirisk tegneserie af Gillray er næsten halvdelen af de afbildede deltagere kvinder. Hans støtte til kvinder fik Davy til at blive udsat for betydelig sladder og antydninger og blev kritiseret for at være umanerlig.
Da Davys foredragsrække om galvanisme sluttede, gik han over til en ny række om landbrugskemi, og hans popularitet fortsatte med at stige voldsomt. I juni 1802, efter lidt over et år på institutionen og i en alder af 23 år, blev Davy udnævnt til fuldmægtig foredragsholder ved Royal Institution of Great Britain. Garnett trådte stille og roligt tilbage med henvisning til helbredsmæssige årsager.
I november 1804 blev Davy Fellow af Royal Society, som han senere skulle være formand for. Han var et af de stiftende medlemmer af Geological Society i 1807 og blev valgt som udenlandsk medlem af Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi i 1810 og som udenlandsk æresmedlem af American Academy of Arts and Sciences i 1822.
Tidlig produktion af fotografiske forstørrelserRediger
I juni 1802 offentliggjorde Davy i det første nummer af Journals of the Royal Institution of Great Britain sin An Account of a Method of Copying Paintings upon Glass, and of Making Profiles, by the Agency of Light upon Nitrate of Silver (En redegørelse for en metode til at kopiere malerier på glas og til at lave profiler ved hjælp af lys på sølvnitrat). Opfundet af T. Wedgwood, Esq. With Observations by H. Davy with Observations by H. Davy in which he described their experiments with the photosensitivity of silver nitrate. Han noterede, at “billeder af små genstande, fremstillet ved hjælp af solmikroskopet, kan kopieres uden problemer på forberedt papir”. Josef Maria Eder, der i sin “History of Photography”, selv om han tilskriver Wedgwood æren som “verdens første fotograf” på grund af hans anvendelse af denne kvalitet af sølvnitrat til fremstilling af billeder, foreslår, at det var Davy, der realiserede ideen om fotografisk forstørrelse ved hjælp af et solmikroskop til at projicere billeder på sensibiliseret papir. Ingen af dem fandt et middel til at fastgøre deres billeder, og Davy brugte ikke mere af sin tid på at fremme disse tidlige opdagelser inden for fotografering. Princippet om billedprojektion ved hjælp af sollys blev anvendt til at konstruere den tidligste form for fotografisk forstørrelsesapparat, “solkameraet”.’
Opdagelse af nye grundstofferRediger
Natriummetal, ca. 10 g, under olie
En voltaisk bunke
Magnesiummetalkrystaller
Davy var en pioner inden for elektrolyse ved at bruge den voltaiske bunke til at opspalte almindelige forbindelser og dermed fremstille mange nye grundstoffer. Han fortsatte med at elektrolyse smeltede salte og opdagede flere nye metaller, herunder natrium og kalium, meget reaktive grundstoffer kendt som alkalimetallerne. Davy opdagede kalium i 1807 og udledte det af kaustisk kalium (KOH). Før det 19. århundrede havde man ikke skelnet mellem kalium og natrium. Kalium var det første metal, der blev isoleret ved elektrolyse. Davy isolerede natrium samme år ved at lade en elektrisk strøm løbe gennem smeltet natriumhydroxid.
Opdagelse af calcium, magnesium, strontium og bariumRediger
I første halvdel af 1808 gennemførte Davy en række yderligere elektrolyseforsøg på alkaliske jordarter, herunder kalk, magnesia, strontit og baryt. I begyndelsen af juni modtog Davy et brev fra den svenske kemiker Berzelius, hvori han hævdede, at han i samarbejde med dr. Pontin med succes havde fremstillet amalgamer af calcium og barium ved elektrolyse af kalk og baryt ved hjælp af en kviksølvkatode. Det lykkedes Davy næsten øjeblikkeligt at gentage disse eksperimenter med succes og udvidede Berzelius’ metode til at omfatte strontit og magnesia. Han bemærkede, at selv om disse amalgamer oxiderede i løbet af få minutter, når de blev udsat for luft, kunne de opbevares i længere tid, når de blev nedsænket i naphtha, før de blev dækket af en hvid skorpe. 30. juni 1808 rapporterede Davy til Royal Society, at det var lykkedes ham at isolere fire nye metaller, som han kaldte barium, calcium, strontium og magnium (senere ændret til magnesium), som efterfølgende blev offentliggjort i Philosophical Transactions. Selv om Davy indrømmede, at magnium var et “utvivlsomt uacceptabelt” navn, mente han, at det mere passende navn magnesium allerede blev anvendt på metallisk mangan, og han ønskede at undgå at skabe en tvetydig betegnelse. 1809 førte observationerne fra disse eksperimenter også til, at Davy isolerede bor.
Opdagelse af klorRediger
Klor blev opdaget i 1774 af den svenske kemiker Carl Wilhelm Scheele, som kaldte det “dephlogisticated marine acid” (se phlogiston-teorien) og fejlagtigt troede, at det indeholdt ilt. Davy viste, at syren af Scheeles stof, der dengang blev kaldt oxymuriatisk syre, ikke indeholdt ilt. Denne opdagelse omstødte Lavoisiers definition af syrer som oxygenforbindelser. I 1810 fik klor sit nuværende navn af Humphry Davy, som insisterede på, at klor rent faktisk var et grundstof. Navnet klor, som Davy valgte på grund af “en af de indlysende og karakteristiske egenskaber – dets farve”, stammer fra græsk χλωρος (chlōros), der betyder grøn-gul.
LaboratorieulykkeRediger
Davy kom alvorligt til skade ved en laboratorieulykke med kvælstoftrichlorid. Den franske kemiker Pierre Louis Dulong havde først fremstillet denne forbindelse i 1811, og havde mistet to fingre og et øje i to separate eksplosioner med den. I et brev til John Children den 16. november 1812 skrev Davy: “Det skal bruges med stor forsigtighed. Det er ikke sikkert at eksperimentere med en kugle, der er større end et knappenålshoved. Jeg er blevet alvorligt såret af et stykke knapt så stort. Jeg har dog fået at vide, at mit syn ikke vil blive skadet”. Davys ulykke fik ham til at ansætte Michael Faraday som medarbejder, især for at få hjælp med håndskrift og journalføring. Han var kommet sig over sine kvæstelser i april 1813.
Europæiske rejserRediger
Sir Humphry Davy af Thomas Lawrence
En diamantkrystal i sin matrix
I 1812 blev Davy slået til ridder og opgav sin foredragsstilling ved Royal Institution. Han fik titlen som æresprofessor i kemi. Han holdt en afskedsforelæsning for institutionen og giftede sig med en velhavende enke, Jane Apreece. (Selvom Davy generelt blev anerkendt som værende trofast over for sin kone, var deres forhold stormfuldt, og i de senere år rejste han alene til det europæiske fastland.)
Davy udgav derefter sin Elements of Chemical Philosophy, del 1, bind 1, selvom andre dele af denne titel aldrig blev færdiggjort. Han lavede noter til en anden udgave, men den blev aldrig nødvendig. I oktober 1813 rejste han og hans hustru, ledsaget af Michael Faraday som hans videnskabelige assistent (også behandlet som kammertjener), til Frankrig for at hente den anden udgave af prix du Galvanisme, en medalje, som Napoleon Bonaparte havde tildelt Davy for hans elektrokemiske arbejde. Faraday bemærkede, at “det er i sandhed et mærkeligt foretagende i denne tid at stole på os selv i et fremmed og fjendtligt land, hvor der tages så lidt hensyn til æreserklæringer, at den mindste mistanke ville være nok til at skille os for altid fra England og måske fra livet”. Davys selskab sejlede fra Plymouth til Morlaix med kartel, hvor de blev gennemsøgt.
Når han nåede Paris, var Davy æresgæst ved et møde i første klasse af Institut de France og mødtes med André-Marie Ampère og andre franske kemikere.
I Paris deltog Davy i foredrag på Ecole Polytechnique, bl.a. af Joseph Louis Gay-Lussac om et mystisk stof, som Bernard Courtois havde isoleret. Davy skrev en artikel til Royal Society om grundstoffet, som nu kaldes jod. Dette førte til en strid mellem Davy og Gay-Lussac om, hvem der havde prioritet på forskningen.
Davys selskab mødte ikke Napoleon personligt, men de besøgte kejserinde Joséphine de Beauharnais på Château de Malmaison. Selskabet forlod Paris i december 1813 og rejste sydpå til Italien. De opholdt sig i Firenze, hvor det ved hjælp af storhertugen af Toscanas brændende glas i en række eksperimenter udført med Faradays hjælp lykkedes Davy at bruge solens stråler til at antænde diamant, hvilket beviste, at den består af rent kulstof.
Davys selskab fortsatte til Rom, hvor han foretog eksperimenter med jod og klor og med de farver, der blev brugt i antikke malerier. Dette var den første kemiske undersøgelse af de pigmenter, som kunstnere brugte.
Han besøgte også Napoli og Vesuv, hvor han indsamlede prøver af krystaller. I juni 1814 var de i Milano, hvor de mødte Alessandro Volta, hvorefter de fortsatte nordpå til Genève. De vendte tilbage til Italien via München og Innsbruck, og da deres planer om at rejse til Grækenland og Istanbul blev opgivet efter Napoleons flugt fra Elba, vendte de tilbage til England.
Efter slaget ved Waterloo skrev Davy til Lord Liverpool og opfordrede indtrængende til at behandle franskmændene med strenghed:
My Lord, jeg behøver ikke at sige til Deres Lordship, at kapitulationen af Paris ikke er en traktat; for ikke at alt, der hører til den fremtidige tilstand i denne hovedstad & i Frankrig, er åben for diskussion & at Frankrig er et erobret land. Det er de allieredes pligt at give hende mere begrænsede grænser, som ikke må gribe ind i andre nationers naturlige grænser. at svække hende på Italiens, Tysklands & Flanderns side. At tage tilbage fra hende ved bidrag den rigdom, hun har erhvervet ved dem at lade hende beholde intet, som de republikanske eller kejserlige hære har stjålet: Denne sidste pligt kræves ikke mindre af politik end af retfærdighed.
– Sir Humphry Davy, Brev til Lord Liverpool
Davy-lampenRediger
The Davy lamp
Statue af Davy i Penzance, Cornwall, med sin sikkerhedslampe i hånden
Når han vendte tilbage til England i 1815, begyndte Davy at eksperimentere med lamper, der kunne bruges sikkert i kulminer. Pastor Dr. Robert Gray fra Bishopwearmouth i Sunderland, grundlæggeren af Society for Preventing Accidents in Coalmines, havde skrevet til Davy og foreslået, at han kunne bruge sin “omfattende kemiske viden” til at løse problemet med mineeksplosioner forårsaget af grubegas, eller metan blandet med ilt, som ofte blev antændt af de åbne flammer i de lamper, som minearbejderne dengang brugte. Hændelser som Felling-minekatastrofen i 1812 nær Newcastle, hvor 92 mænd blev dræbt, forårsagede ikke blot store tab af menneskeliv blandt minearbejderne, men betød også, at deres enker og børn måtte forsørges af det offentlige. Pastor Gray og en præstekollega, der også arbejdede i et nordøstligt mineområde, pastor John Hodgson fra Jarrow, var opsatte på, at der skulle gøres noget for at forbedre belysningen under jorden og især de lamper, som minearbejderne brugte.
Davy foreslog at bruge en jerngaze til at omslutte en lampeflamme og dermed forhindre, at den metan, der brændte inde i lampen, blev spredt ud i den almindelige atmosfære. Selv om idéen om sikkerhedslampen allerede var blevet demonstreret af William Reid Clanny og af den dengang ukendte (men senere meget berømte) ingeniør George Stephenson, blev Davys brug af trådgaze til at forhindre flammens spredning anvendt af mange andre opfindere i deres senere konstruktioner. George Stephensons lampe var meget populær i de nordøstlige kulminer, og den anvendte samme princip om at forhindre flammen i at nå ud i den almindelige atmosfære, men med andre midler. Desværre gav den nye gaze-lampe, selv om den i begyndelsen syntes at yde beskyttelse, meget mindre lys og blev hurtigt ødelagt under de våde forhold, der herskede i de fleste gruber. Rustning af gazen gjorde hurtigt lampen usikker, og antallet af dødsfald som følge af eksplosioner med stempelgas steg yderligere.
Der var en vis diskussion om, hvorvidt Davy havde opdaget principperne bag sin lampe uden hjælp fra Smithson Tennants arbejde, men der var almindelig enighed om, at de to mænds arbejde havde været uafhængigt af hinanden. Davy nægtede at tage patent på lampen, og dens opfindelse førte til, at han blev tildelt Rumford-medaljen i 1816.
Syre-base-undersøgelserRediger
I 1815 foreslog Davy, at syrer var stoffer, der indeholdt udskiftelige hydrogenioner;- hydrogen, der helt eller delvist kunne erstattes af reaktive metaller, som er placeret over hydrogen i reaktivitetsrækken. Når syrer reagerede med metaller, dannede de salte og brintgas. Baser var stoffer, der reagerede med syrer for at danne salte og vand. Disse definitioner fungerede godt i det meste af det nittende århundrede.