Termofor
1903. godine Penkala patentira svoj prvi izum – termofor, koji je bio preteča današnje termos boce. Iako je taj izum patentirao u Budimpešti pod br. 29276, ideje se dokopao neki Mayer iz Wolfenfelda i pojavio se na tržištu s termos bocom pod svojim imenom.
To je bio prvi slučaj krađe Penkalina izuma, a uslijedili su još mnogi za koje se ne zna tko ih je i na koji način ukrao.

Rotirajuća četkica za zube
1905. godine prijavio je izum zubne rotirajuće četkice br. 25153 u Kraljevsko-carskom austrijskom patentnom uredu.
Penkalin izum rotirajuće četkice vezan je uz anegdotu iz obiteljskog kruga. Penkalina kći Thea je, prije svakog pranja zubi, bježala iz sobe uz sobu i plačući molila da joj ne peru zube. Čini se da je oštra četkica bila pregruba za njezine nježne desni. Jednog je dana tata Penkala, nakon nekoliko probdjevenih noći, crtajući detalje na paus-papiru izmislio rotirajuću zubnu četkicu. Uz pomoć bravara napravio je njen prototip, prvi takav u svijetu.
Kada je Penkala pokazao svojoj djeci četkicu i demonstrirao pranje zubi, svi su je odmah htjeli iskušati. Penkala je stežući u ruci dvije simetrične poluge, koje su nalikovale na kliješta za lješnjake, redom svima oprao zube.
Četkicom se nisu trljali zubi, već je četkica, okrećući se oko svoje osi, dvjema stranama sama prala zube.

Usporedno s time, Penkala se bavio izumima mehaničke olovke i nalivpera.

Mehanička olovka
24. siječnja 1906. patentira pod obiteljskim prezimenom prvu mehaničku olovku na svijetu, patentni ured Budimpešte br. 36946 i Engleske br. 3690/1906 i 183242.

Samo nekoliko mjeseci kasnije, početkom proljeća, otvara prvu radionicu penkala u ulici Marije Valerije 3 (današnja Praška).
Kako nije bio zadovoljan rješenjem samog mehanizma penkale, 24. rujna iste godine prijavljuje Kraljevskom mađarskom patentnom uredu u Budimpešti izum poboljšanog tipa mehaničke olovke br. 38353.

Kako bi njegova mehanička olovka pisala tanko, sam je lijevao tanke grafitne mine i usađivao ih u metalni držač. Penkala je za svoju olovku konstruirao i spiralni umetak koji, vrtnjom tijela vanjskog držača, po potrebi istiskuje minu. Taj se izum do danas nije promijenio!
Svojim izumom mehanizma koji je zamijenio drvenu olovku, koja se morala oštriti, Penkala je stekao svjetsku slavu.

Uspjeh je bio ogroman. Samo na temelju prvih deset uzoraka penkale, iz svih velikih europskih gradova stižu narudžbe, pa je broj uskoro dosegao 100.000 naručenih penkala.
Daljnji napredak sastojao se u izradi grafitnih mina u boji. Korisnik je u jednom držaču dobio crvenu i plavu boju. S jedne strane je izlazila crvena mina, a s druge plava.
Penkale su se izrađivale od vrste ebonita koji je pronašao sam Penkala.
Postigavši veliki uspjeh klasičnim oblikom penkale, ing. Penkala dolazi na ideju da je stilizira, pa tako izrađuje srebrne penkale za žene, s poklopcem na lančiću.
Za potrebe šumara i stolara oblikovao je i plosnate, raznobojne penkale, jer su im u struci takvi oblici bili potrebni.
Novine su donosile slike i pisale o olovci koju ne treba šiljiti, koja je uvijek jednako duga i prikladna za svaku ruku…

Narudžbe za penkale raznih vrsta stizale su iz cijele Europe, pa i prekomorskih zemalja. Kako Penkala nije imao toliki kapital, 5. listopada 1911. s tvrtkom Edmund i Gavro Moster and Co. potpisuje desetogodišnji ugovor o izradi penkala i ostalih pratećih izuma, s time da godišnje od tvrtke dobije 6.000 kruna, a od dionica 33 i 1/3 posto. Ugovor nije bio baš najpovoljniji za Penkalu kao izumitelja, ali u svojoj privatnoj radionici više nije mogao, sam s nekoliko radnika, zadovoljiti svjetsku potražnju.
Iz ugovora se također razabire da je Penkala tvrtki Moster prodao pravo na dvanaest svojih patenata, koje je imao u stranim zemljama.

U to vrijeme, Penkaline se olovke i nalivpera izvoze u više od 70 zemalja svijeta. Tvornica koja je imala 300 radnika, 1911. godine zapošljava već 800 radnika. U razdoblju od 1912. do 1926. to je bila jedna od najvećih tvornica pisaćeg pribora na svijetu.

Nalivpero (s čvrstom tintom) i knips
1907. patentira prvo nalivpero na svijetu s čvrstom tintom, i to 31. svibnja pod br. 193717 DRP.
Patenti za nalivpero prijavljeni su u više od 35 zemalja svijeta.

Pera su bila od 14-karatnog zlata. Nalivpero se tintom punilo pomoću pipete.
Nezgoda je bila u tome što se u džepu nalivpero nije smjelo okrenuti naopako, jer bi često tinta iscurila. Kako bi uklonio taj nedostatak, Penkala se dosjetio jahača (knipse), koji je od tada montirao na svako nalivpero, a po želji i na penkalu.
Na svakoj knipsi bilo je ugravirano: Penkala patent.

U rano proljeće 1907. Penkala na Tuškancu 5 otvara laboratorij pod imenom Elevator, i tvrtku "Elevator", Vinovica, proizvodi E.M Penkala i dr.,
gdje je proizvodio različite kemijske preparate.
Ondje je izumio suhu tintu. Nalivpero sa suhom tintom punilo se čistom vodom. Do tada su se unutrašnji džepovi sakoa, košulja i vesta često prljali tintom. Taj nedostatak sada je popravio savršenijim tipom nalivpera koje više nije puštalo tintu.

19.08.1927. godine tvrtka Penkala Werke A.G. i ing. Theodor Kovacs, Penkalin suradnik, sklapaju ugovor s velikim njemačkim proizvođačem tinte Günther Wagner A.G. za proizvodnju pisala Model 100.
Penkala i Kovacs unose svoje patente, a Wagner proizvodnju.
Model 100 je vjerojatno najlegendarnije nalivpero u povijesti, poznatije kao Pelikan.
Proizvodnja modela 100 započela je 1929. godine.

Insekticid (Krepax)
Penkala je na čestim putovanjima odsjedao u raznim hotelima, no čak i u onim najboljima noću su ga uznemiravali razni kukci poput stjenica, žohara i crvotočina. Tada nije postojalo ništa protiv kukaca, a da pri tom nije bilo škodljivo za čovjeka.
Čovječanstvo nije znalo za široko primjenjive insekticide.
Penkalu, kao urednog i čistog čovjeka, izuzetno su smetali problemi s kukcima.
U svojoj je radionici počeo miješati razne praške i iskušavati ih na raznim insektima. Uskoro je dobio rezultate. Kada se uvjerio u djelotvornost svog novog kemijskog preparata, lansirao ga je pod imenom Krepax.
Krepax je imao vrlo široko djelovanje na razne vrste kukaca. Svijet je dobio insekticid.

Anodna baterija
U svom je laboratoriju Elevator počeo i ispitivanje s člancima anodne baterije (danas se taj princip često koristi kod tzv. dugmastih baterija).
Htio je pod svaku cijenu pronaći kemijske tvari koje bi stavio u zatvoreni olovni omotač kako bi se proizvela struja slabe snage, 6-9 vata. Proučavao je i rješavao kemijske jednadžbe kako bi pronašao najbolji sastav elektrolita. I stvorio je smjesu mangan-dioksida, acetilenske čađe, grafita i salmijaka.
Iako je bio poznat princip Leclancheovog tipa baterije, Penkala je nastojao da izvor električne struje bude što većeg intenziteta. Uočio je da četverokutne baterije s pločastim elementima imaju veći kapacitet, ali i veći unutrašnji otpor.

Poslije njegove smrti, pronađene su skice za tzv. vječnu dinamo-bateriju. Prema savršenosti detalja mehanizma, izum bi vjerojatno patentirao, ali ga je uvijek mučio nedostatak sposobnih radnika koji bi izradili dijelove prototipa. Naime, u Penkalino je vrijeme u Zagrebu bilo malo visokokvalificiranih majstora. A kada bi bilo kakav njegov izum pokazao praktičnu vrijednost, odmah bi se javili zagrebački novčari s eksploatatorskim ponudama. Stoga je Penkala uvijek nastojao samostalno financirati svoje radove.

Deterdžent i plavilo za rublje
Ing. Penkala je gotovo svakog dana, točno u 10 sati iz svoje radionice u Praškoj, odlazio na omiljeni «gablec» u Ilicu u Lovački rog. Ondje bi pojeo pržena jetrica ili jaja na oko i popio kriglu piva. Na povratku bi svratio u kavanu «Corso», gdje bi, pijući «kapuciner» i pušeći cigaretu za cigaretom, prelistao strane časopise, zanimajući se za nova tehnička dostignuća. No, kako je mnogo i putovao, u raznim je gostionicama i kavanama uočio stolnjake uprljane teškim mrljama. Razmišljao je kako bi se one lako mogle ukloniti.
Danima je radio pokuse, miješajući razne kemijske tvari i jednoga je dana pronašao prašak kojim je u nekoliko sekundi isprao sve mrlje od vina, voća i tinte. Bio je to prvi deterdžent! Ne naišavši na razumijevanje novčara i tvorničara, Penkala je taj deterdžent zadržao samo za kućnu upotrebu, obradovavši tako suprugu.

Istovremeno je pronašao i plavilo za rublje. Za taj izum veliki interes su iskazale sve praonice u gradu gdje su se tada ručno prale oficirske bijele košulje. Pošto bi se košulje i drugo bijelo rublje opralo, ispiralo bi se u vodi u kojoj je bilo otopljeno plavilo u obliku malih kuglica.
Plavilo za rublje postalo je nužna potrepština sve većeg broja kućanstava jer je zamijenilo dotadašnje sredstvo za bijeljenje, tzv. blajh, koji je nakon duže upotrebe nagrizao rublje.

Obrtna turbina (Hovercraft)
U rujnu 1908., patentnom uredu u Budimpešti pod br. 7149 prijavljuje izum obrtne turbine koja se mogla koristiti zrakom ili vodom.
Izum je urodio lebdjelicom, tj. onim što danas znamo pod nazivom hovercraft, koja je ostvarena pedesetak godina kasnije kao novo prometno sredstvo.

Ksilolit
U popisu potvrđenih patenata nalazi se i tekući preparat za impregniranje željezničkih pragova, ksilolit. Njime su se konzervirali željeznički pragovi od truljenja zbog djelovanja atmosferalija i parazita. Izum je bio izuzetno važan za sigurnost željezničkog prometa, jer je problem smanjivanja trajnosti pragova tada mučio sve željezničke tvrtke u svijetu.

Inovacije iz područja audio - tehnike
1906. počinje suradnja između Edmunda Mostera i ing. Slavoljuba Penkale, iz koje nastaje tvrtka „Penkala-Moster“. Zajednički počinju graditi novu tvornicu u Baroševoj (današnjoj Branimirovoj) ulici, gdje je Penkala 1908. počeo lijevati prve gramofonske ploče, a samo godinu dana kasnije prvi je u nas počeo snimati glasove naših operetnih i opernih pjevača na gramofonske ploče Edison-Bell-Penkala u Nikolićevoj (danas Teslinoj) ulici, mikrofonom Engleza Goutmana.
Tadašnji tip zvučnice gramofona imao je ugrađenu membranu, na koju su se prenosila mehanička titranja igle i izravno pretvarala u zvuk. Kako bi se postigla što vjernija reprodukcija ljudskog glasa, Penkala, strasni ljubitelj glazbe, izradio je tanke membrane koje su uveliko poboljšale reprodukciju.
Usavršio je i gramofonsku iglu koja je do tada bila čelična i mogla se upotrijebiti samo za dvije ploče. Tako je Penkala napravio iglu od kroma koja se mogla upotrijebiti za 10 ploča, a sintetička dvostrana kromna igla za 40 ploča.

Neposredno uoči prvog svjetskog rata, austrougarske vojne vlasti zainteresirale su se za Penkalino usavršavanje mikrofona na gramofonu.
Uz pomoć Penkalinih inovacija, austrougarske su vlasti znatno usavršile vojne prislušne radio-stanice, koje su i nazvane „Penkala“. No, sam ing. Penkala to nikada nije doznao, jer nije bio na bojištu.

Avion
Let na krilima ideja

Penkala je sa sinom Eduardom, kad god se pružila prilika, hvatao razne vrste leptira i promatrao njihov let. Najviše se zanio siluetom leptira Neptis Lucilla, kojega je u pravilu hvatao na Kraljičinu zdencu podno Medvednice. Upravo je u ovome leptiru Penkala vidio viziju svoje zračne letjelice, koja ga neće napustiti sve do kraja života.

S obzirom na stabilnost aviona, ing. Penkala konstruirao je osebujan tip aviona koji do tada nije bio sagrađen nigdje u svijetu.
Inspirirao ga je let ptica dok je promatrao njihov rep u trenutku polijetanja i slijetanja, kao i rep leptira Neptis lucilla, koji se u letu ponaša kao ptica.
Uočio je da prilikom slijetanja, golubovi i lastavice, lepezasto rašireni i horizontalno položeni rep sa svake strane malo podignu. O tom je prirodnom mehanizmu razmišljao danima. Želio je napraviti takvu konstrukciju repa aviona koji bi se mogao pomicati pomoću čeličnih žica vezanih za upravljač, kako bi mu mijenjao oblik prilikom polijetanja i slijetanja te uzdizanja za vrijeme leta.
Penkala je naravno uspio u svome naumu te napravio i taj mehanizam. Površine repa mogle su zauzeti pet položaja.

1909. godine prijavio je Kraljevskom mađarskom patentnom uredu uređaj za podizanje u zrak i napredovanje (upuhivanje na krila) pod br. 47374.
Dvosjedni zrakoplov, po svojim zamislima i nacrtima, Penkala dovršava 1909. godine, a 1910. njime već leti.

Nazvao ga je po leptiru - Neptis lucilla.

10.12.1909. prijavio je Kraljevskom mađarskom patentnom uredu izum aviona na principu zmaja s posebnim tipom kormila pod br. 50774., a 28. prosinca prijavio je sustav avionskih nosećih krila pod br. 50775.

U vrijeme izgradnje zrakoplova, sagradio je 23. veljače 1910. hangar za njegov smještaj na vojnom vježbalištu na Črnomercu i tako otvorio prvo uzletište u Hrvatskoj. To je ujedno i datum rođenja hrvatskog zrakoplovstva i prvog hrvatskog aerodroma.

U travnju izvodi svoj prvi skok avionom, a u lipnju i prvi javni let za općinstvo grada Zagreba.

Penkala je sav novac koji je zaradio prodajom penkala i ostalih izuma, kao i ostatak miraza svoje žene, uložio u izgradnju svog aviona, iako je cijeli svijet na ideju aviona gledao sa skepsom, omalovažavanjem i konzervatizmom.
Stoga nitko od zagrebačkih novčara nije bio zainteresiran za financiranje Penkalina aviona, jer u njemu nisu vidjeli mogućnost profita.

Najznačajniju ulogu u izgradnji aviona i njegovu letu imao je mladi urarski mehaničar Dragutin (Karlo) Novak. S ing. Penkalom se upoznao na preporuku svojeg staratelja i ujaka Kolomana Arkusa, tada majora u austrijskoj vojsci. Dragutin Novak postaje ne samo čuvar Penkalina aviona i alata u hangaru, već i predani suradnik u dovršavanju montaže aviona. On je živio u maloj sobi u hangaru. Kasnije, za vrijeme prvog svjetskog rata, bio je nastavnik letenja u vojnoj zrakoplovnoj školi u Fischamendu, Austrija.