Cuando tenía diecinueve años,leyó el "Tratado elemental" de Lavoisier y eso le condujo a amar la química durante toda su vida. Casi inmediatamente, sin haber recibido ningún tipo de adiestramiento formal en química, comenzó a verificar las teorías de Lavoisier con instrumentos que se fabricó él mismo. Entre los muchos experimentos que desarrolló durante este período se puede citar uno en el que puso de manifiesto que las plantas absorben dióxido de carbono en presencia de la luz y liberan oxígeno. A pesar de su juventud tuvo la suficiente confianza en sí mismo para cuestionar las ideas establecidas, incluidas las de Lavoisier.
Sus aislamientos del Potasio, el Sodio, el Bario, el Estroncio, el Calcio y el Magnesio hicieron que la sociedad londinense entrara en un frenesí de adoración al héroe. El entusiasmo por sus conferencias era tal, que las entradas eran vendidas por más de 20 libras, más de 1400 euros hoy día. Acabó sus días rico y famoso, presidiendo la Royal Society, y considerado como un tesoro nacional. Sólo una cosa estropeaba su felicidad: los celos contra Michael Faraday, que fue su mayor descubrimiento y su sucesor en la Institución Real.
En 1810 demuestra que el cloro es un elemento químico y le da ese nombre debido a su color amarillo verdoso. Junto a W.T. Brande consigue ailar al litio de sus sales mediante electrólisis del óxido de litio (1818).
Creó una lámpara de seguridad que llevó su nombre para las minas y fue pionero en el control de la corrosión mediante la protección catódica.
En 1812, agotado por el exceso de trabajo y, casi con certeza, padeciendo un envenenamiento químico debido a su hábito de probar y oler todas las sustancias con las que trabajaba (e, incluso, de respirar grandes cantidad de gases), Davy tenía una gran necesidad de descanso. Dimitió de su puesto en la Royal Society, se casó con una rica viuda escocesa y emprendió una larga gira por Europa llevando como ayudante a Michael Faraday. En su viaje mantuvo discusiones con muchos científicos famosos, realizó diversas observaciones geológicas y biológicas y prosiguió sus experimentos químicos y físicos. Davy aplicó sus capacidades a la resolución de muchos problemas prácticos.
Davy fue amigo de Wordsworth, Southey y, especialmente, de Coleridge, quien asistía siempre a sus conferencias. El propio Davy escribió algunos poemas y vivió en una época en la que ciencia y poesía se consideraban empresas igualmente creativas, modelos complementarios para la exploración de la naturaleza.
De él se ha afirmado, tal vez injustamente, que, a pesar de sus muchos logros, su principal descubrimiento fue Michael Faraday.
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