В 20-е годы XIX в. Дёберейнер начал исследовать свойства металлов и их окислов. В 1821 г. он получил уксусную кислоту окислением этилового спирта в присутствии платиновой черни (мелкораздробленной платины). В 1822 г Дёберейнер сообщил о воспламенении спирта при помощи различных нагретых металлов и оксидов металлов, а также о каталитических свойствах металлов, наиболее сильно проявлявшихся у платины. В 1823 г. ученый обнаружил воспламенение струи водорода, направленной на губчатую платину. На этой основе он сконструировал прибор, получивший название «огниво Дёберейнера». В Англии, Франции и других странах эти открытия Дёберейнера сразу же получили высокую оценку в научных журналах и академических кругах. Многие исследователи продолжили работы в этом направлении. В обзоре развития химии за 1823-1825 гг. Берцелиус назвал эту работу Дёберейнера важнейшим и блестящим открытием прошедших лет.
Дёберейнер, который с 1803 по 1810 г. занимался изучением процессов крашения тканей, пивоварения и винокурения и даже недолго владел предприятием, производящим лекарственные препараты, был выдающимся химиком-технологом. О громадном влиянии, оказанном работами Дёберейнера на развитие химической промышленности, можно судить по отдельным полученным им результатам. Дёберейнер организовал крахмально-паточное производство, предпринял попытки замены импортных красителей отечественными, разработал оригинальные способы получения стали и газа, ценных сортов оптических стекол и особенно изучал химизм брожения.
Дёберейнеру принадлежит также заслуга изучения окисления этилового спирта в этаноловую (уксусную) кислоту. Шютценбах, изобретатель быстрого способа получения уксуса, назвал Дёберейнера подлинным основателем промышленного производства этого продукта. Тесная связь исследовательских работ Дёберейнера с потребностями практики указывает на отчетливое понимание им ответственности ученого перед обществом. В деятельности Дёберейнера - профессора университета и химика-исследователя наиболее полно воплотился высказанный им ранее принцип: «Основной заповедью истинного знания является служение только благородным целям для общего блага». Наиболее отчетливо стремление Дёберейнера к улучшению образования сограждан проявилось в организации (1811 г.) практических коллоквиумов по химии, а через десять лет - систематических лабораторных занятий; он оказывал также широкую поддержку системе обучения малоимущих слбёв населений.
24 марта 1849 г. И. Дёберейнер скончался в Йене. Говоря о больших и разносторонних заслугах ученого перед химией, нельзя не сказать о главном - он явился основателем катализа благородными металлами, называемом сейчас «катализом на поверхности раздела фаз», и наметил путь к систематизации химических элементов.