Примерно в это же время Цейзе упомянул в дневнике, что
«…его дух пробудился для чего-то более высокого, чем продажа лекарств, для научного творчества в целом, в основном — в области химии…».
Он заявил, что хотел бы вернуться в Копенгаген, но уже не для того, чтобы работать провизором, а для более эффективной и более свободной работы, для занятий химией.
С этим настроением Цейзе в 1806 году второй раз покинул родной город и отправился в Копенгаген, в дом знакомого с детства Ганса Кристиана Эрстеда, который хоть и был всего на два года старше, уже успел стать экстраординарным профессором физики и химии Копенгагенского университета. Неизвестно, легко ли далось Цейзе это решение: по отзывам современников, он очень не любил навязчивых людей и сам не любил навязываться, но как бы то ни было, Эрстед устроил Цейзе на должность лекционного ассистента. Обоим ученым удалось пережить и бомбардировку Копенгагена 1807 года английской артиллерией, во время которой была разрушена большая часть зданий Копенгагенского университета, и англо-датскую войну 1807–1814 годов.
Цейзе продолжал учиться химии и фармации. В 1815 году он становится магистром фармацевтики, а 21 октября 1817 года защищает докторскую диссертацию по химии на тему «Действие щелочей на органические соединения». Экспериментальную работу для диссертации Цейзе выполнял в собственноручно организованной лаборатории в Слагельсе, под которую приспособил одно из помещений отцовской аптеки.
В Копенгагенском университете не нашлось вакансии для молодого доктора наук, и Цейзе решил пройти учебу и накопить опыта вне пределов датского королевства. В 1818 году он прибыл в Геттинген, где проработал четыре месяца в лаборатории Фридриха Штромейера, занимаясь главным образом аналитической химией. Затем Цейзе год провел в Париже, где познакомился с Лапласом и Бертолле. Пожалуй, самая значимая встреча парижского периода Цейзе произошла в августе 1818 года — с гостившим в Париже Йёнсом Якобом Берцелиусом. Берцелиус очень тепло отозвался о диссертации Цейзе, и эта встреча стала первым эпизодом в долгой дружбе шведского и датского химиков, которой не мешала разница в возрасте и общественном положении (Берцелиус был старше Цейзе на десять лет и к тому моменту уже восемь лет возглавлял Шведскую академию наук).
В 1819 году Цейзе возвращается в Данию, и, хотя вероятно, что в тот момент он был наиболее подготовленным химиком королевства, его проекты не признали достаточно убедительными для присуждения ему должности университетского преподавателя. И снова Цейзе удалось найти работу благодаря другу детства Эрстеду. Копенгагенский университет арендовал помещение, в котором нашлось место и Цейзе: в небольшой комнате была создана физическая и химическая лаборатория, где он мог преподавать химию десяти студентам-первокурсникам. В 1822 году Цейзе становится экстраординарным профессором химии Копенгагенского университета, а в 1824 году, когда Эрстед организовал учебное заведение, впоследствии ставшее Датским политехническим институтом, лаборатория Цейзе расширилась и получила дополнительное оборудование. Будучи университетским профессором, Цейзе требовал от студентов аккуратности, порядка, точности и внимательности — всех тех качеств, которыми обладал он сам. Правда, современники отмечают, что в лаборатории он чувствовал себя гораздо увереннее, чем за кафедрой.
Даже если не брать соль собственного имени, вклад Цейзе в химию уже был слишком велик для того, чтобы считать его «просто фармацевтом». Работая в области органической химии, он стоял у истоков качественного анализа органических соединений, создал метод определения серы в органических соединениях, первым получил ксантогенат, тиобарбитуровую кислоту, первый тиоспирт, установив при этом аналогию между меркаптанами и спиртами. Цейзе первому удалось правильно определить соотношение углерода и водорода в каротине (однако он предложил неверную формулу). Всех этих заслуг уже хватило бы, чтобы оставить след в химии и получить заслуженное признание у современников — по рекомендации того же Эрстеда Цейзе стал членом Датской академии наук, а в 1836 году стал кавалером ордена Даннеброг, второго по значимости ордена Дании.
Уже с 1830-х годов здоровье Цейзе стало ухудшаться, возможно, из-за работы с органическими веществами в тесных помещениях с плохой вентиляцией, он начал жаловаться на приступы ипохондрии, которой страдали и все его предки по мужской линии. Двенадцатого ноября 1847 года Цейзе скончался в Копенгагене, оставив небольшое наследство жене и пятилетней дочери.
Для нас, живущих в XXI веке, Цейзе в первую очередь известен не упомянутыми выше работами и не своей, безусловно, значимой ролью в становлении датской химической школы, а солью, которая носит его имя. Соль Цейзе, как уже было сказано, — первое металлоорганическое соединение переходного металла. Да и вообще, солей, носящих имена их открывателей, до настоящего времени осталось не так много: автору этих строк навскидку вспоминаются еще разве что соль Мора, соль Чугаева и бертолетова соль.
Первый свой эксперимент с производными платины Цейзе провел в 1825 году — о нем он сообщил в Королевской академии наук Дании. Суть эксперимента заключалась в изучении взаимодействия между гидроксидом калия и хлоридом четырехвалентной платины в спиртовом растворе. Цейзе сообщил об образовании желтого вещества, в состав которого входили платина, кислород и углерод. Сам Цейзе назвал продукт своего эксперимента «негорючая форма хлорида платины» (chloridum platinae inflammabile) (W.C. Zeise Oversigt over det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs forhandlinger, 1825-6, P. 45–46). До Цейзе в 1820 году Эдмунд Дэви (младший кузен Хэмфри Дэви) и в 1822 году Иоганн Вольфганг Дёберайнер экспериментировали с солями платины, но им удалось получить только то, что мы сейчас называем платиновой чернью, — осадок металлической платины. В 1827 году работа Цейзе была опубликована на немецком языке (W.C. Zeise Annalen der Physik (Ponnendorf), 1827, 23. — P. 632) и в 1828 году попала в годовой химический обзор, составленный Берцелиусом (J. J. Berzelius, Jahresbericht, 1828, 7, 131), но годом позже Юстус Либих написал, что
«…все три соединения, полученные господами Дэви, Цейзе и Доберайнером, не что иное, как исключительно мелко раздробленная металлическая платина…» (J. Liebig, Annales de chimie et de physique, 1829, 42, 316–330).
С этого и началась продолжавшаяся два десятка лет (фактически до смерти Цейзе) дискуссия между двумя учеными. В 1830 году Цейзе опубликовал в Копенгагенском университете статью «De chlorido platinae et alcohole vini sese invicem permutantibus nec non de novis substantiis inde oriundis» («Реакции между хлоридом платины и винным спиртом и вещества, образующиеся при этом»), которая быстро была перепечатана изданием Annalen der Physik und Chemie (W.C. Zeise, Annalen der Physik (Ponnendorf), 1831, 21, 497–541).
