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처음으로 조명장치에 석탄 가스를 폭넓게 사용했으며, 증기동력 개발의 선구자였다.

1777년 매슈볼턴앤드제임스와트기술회사의 버밍엄 소재 소호(Soho) 공장에 들어갔고 2년 뒤쯤 콘월로 전근되어 와트 증기기관의 조립을 감독했다. 콘월의 레드루스에 있는 그의 집에서 석탄 증류실험을 해 1792년 집과 사무실의 조명기기에 석탄 가스를 사용했다.

1799년 버밍엄으로 돌아온 뒤 더욱 실용적인 가스 제조·저장·정제 방법들을 완성했다. 또 증기기관의 개량에도 크게 이바지해 처음으로 요동기관을 고안했으며 1784년경 그 모형을 만들었고 1786년 증기객차 또는 도로기관차에 몰두했지만 실패했다. 1799년에는 긴 D형 미끄럼 밸브를 발명했다.

그는 플라이휠이 달린 축에 연속적인 회전운동을 주는 증기기관을 만드는 방식, 즉 이른바 태양-행성(유성)식 운동방식을 고안했다고 보통 알려졌지만, 이 운동에 대한 특허는 1781년 와트가 받았다(→ 유성 기어 장치). 그는 또 압축공기 실험을 했으며, 1803년 증기분무기를 만들었고 1830년 은퇴했다.