1766年卡文迪許向英國(guó)皇家學(xué)會(huì)提交了一篇研究報(bào)告《人造空氣實(shí)驗(yàn)》，講了他用鐵、鋅等與稀硫酸、稀鹽酸作用制得“易燃空氣”（即氫氣），并用普利斯特里發(fā)明的排水集氣法把它收集起來，進(jìn)行研究。他發(fā)現(xiàn)一定量的某種金屬分別與足量的各種酸作用，所產(chǎn)生的這種氣體的量是固定的，與酸的種類、濃度都無關(guān)。他還發(fā)現(xiàn)氫氣與空氣混合后點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸；又發(fā)現(xiàn)氫氣與氧氣化合生成水，從而認(rèn)識(shí)到這種氣體和其它已知的各種氣體都不同。但是，由于他是燃素說的虔誠(chéng)信徒，按照他的理解：這種氣體燃燒起來這么猛烈，一定富含燃素；硫磺燃燒后成為硫酸，那么硫酸中是沒有燃素的；而按照燃素說金屬也是含燃素的。所以他認(rèn)為這種氣體是從金屬中分解出來的，而不是來自酸中。他設(shè)想金屬在酸中溶解時(shí)，“它們所含的燃素便釋放出來，形成了這種可燃空氣”。他甚至曾一度設(shè)想氫氣就是燃素，這種推測(cè)很快就得以當(dāng)時(shí)的一些杰出化學(xué)家舍勒、基爾萬（Kirwan，R.1735-1812）等的贊同。由于把氫氣充到氣球中，氣球便會(huì)徐徐上升，這種現(xiàn)象當(dāng)時(shí)曾被一些燃素學(xué)說的信奉者們用來作為他們“論證”燃素具有負(fù)重量的根據(jù)。但卡文迪許究竟是一位非凡的科學(xué)家，后來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題，通過精確研究，證明氫氣是有重量的，只是比空氣輕很多。他是這樣做實(shí)驗(yàn)的：先把金屬和裝有酸的燒瓶稱重，然后將金屬投入酸中，用排水集氣法收集氫氣并測(cè)體積，再稱量反應(yīng)后燒瓶及內(nèi)裝物的總量。這樣他確定了氫氣的比重只是空氣的9%.但這些化學(xué)家仍不肯輕易放棄舊說，鑒于氫氣燃燒后會(huì)產(chǎn)生水，于是他們改說氫氣是燃素和水的化合物。