Kemična energija se shranjuje in sprošča z ustvarjanjem in lomljenjem vezi med atomi. Običajno se sprosti, ko nastanejo vezi, in jih je treba prekiniti. Včasih pa lahko nastanejo spojine, ki hranijo energijo in jo kasneje sproščajo s kemičnimi reakcijami ali se prerazporedijo v molekule, ki imajo skupaj manj energije. Te spojine lahko ustvarijo naravni procesi in človek. Električno energijo je mogoče proizvajati tudi kemično. Obstaja veliko primerov kemične energije v akciji, tako naravne kot umetne, vključno s fotosintezo, dihanjem, zgorevanjem, eksplozivi in baterijami.
Kemijske reakcije
Kemična reakcija se bo zgodila, ko lahko vpleteni atomi dosežejo nižje energijsko stanje tako, da se prerazporedijo na drugačen način. Na primer, dve molekuli vodika se lahko združita z eno od kisika, da nastaneta dve molekuli vode. Za prekinitev vezi znotraj obstoječih molekul je potrebno nekaj energije – kot je odprt plamen ali iskra, vendar se pri tvorbi novih vezi sprosti veliko več. Molekule vodika in kisika lahko štejemo za shranjevanje energije, ki se lahko sprosti v pravih okoliščinah. Nasprotna reakcija, ki razcepi vodo na vodik in kisik, vzame veliko energije, zato je voda zelo stabilna.
Fotosinteza
V pravih okoliščinah je mogoče ustvariti molekule, ki lahko shranijo veliko energije, vendar jo je treba najprej od nekod dobaviti. Eden najboljših primerov kemičnega shranjevanja energije je fotosinteza z zelenimi rastlinami. V tem primeru sončna svetloba zagotavlja moč za združevanje ogljikovega dioksida iz ozračja z vodo za proizvodnjo molekul sladkorja, ki jih rastlina uporablja kot hrano. Ker ima sladkor več energije kot ogljikov dioksid in voda, se ne moreta neposredno združiti. Vendar je fotosinteza kompleksen proces, ki posredno ustvarja sladkor v nizu korakov z uporabo sončne moči.
Respiracija
Na celično dihanje lahko gledamo kot na nasprotje fotosinteze. Ko oseba ali druga žival poje rastlinski material, se molekule sladkorja razgradijo, pri čemer nastaneta ogljikov dioksid in voda. Ker imajo ti skupaj manj energije kot sladkor, se nekaj sprosti. Ta je shranjen v molekuli, imenovani adenozin trifosfat (ATP), z dodajanjem fosfatne skupine drugi molekuli, imenovani adenozin difosfat (ADP). Po potrebi se lahko ponovno sprosti z odstranitvijo te fosfatne skupine; čeprav je za to potrebno nekaj energije, se veliko več sprosti zaradi novih vezi, ki jih tvori nevezana fosfatna skupina.
Zgorevanje in goriva
Eden najbolj znanih primerov kemične energije je izgorevanje. To je običajno reakcija, pri kateri se ogljik in vodik v organskih snoveh, kot sta les ali olje, združita s kisikom v zraku, da nastane ogljikov dioksid, voda, svetloba in toplota. Lahko pa vključuje tudi druge elemente. Zgorevanje poganja motorni avtomobil, napaja večino postaj za proizvodnjo električne energije in zagotavlja toploto in opremo za kuhanje za številne domove.
Goriva, ki se uporabljajo za procese zgorevanja, lahko obravnavamo kot kemične zaloge energije, ki je na koncu prišla iz Sonca. Premog, nafta in zemeljski plin prihajajo iz ostankov starodavnih rastlin in živali, ki so pridobile energijo s fotosintezo ali z uživanjem rastlin, ki so to storile. Ti organski materiali so bili zakopani v blato in mulj in sčasoma tvorili nahajališča, ki se danes izkoriščajo.
Eksplozivi
Te snovi so tudi zaloge energije. Njihove molekule so sestavljene iz atomov, ki se lahko prerazporedijo v druge molekule, ki imajo veliko manj energije, in ko se to zgodi, se razlika sprosti kot svetloba in toplota. Sodobni eksplozivi so običajno nitrirane organske spojine, kar pomeni, da so ogljikovo-vodikove spojine, ki so jim dodane skupine dušik-kisik. To je običajno razmeroma nestabilna tvorba: ob precej majhnem dražljaju se bodo obstoječe vezi pretrgale, atomi pa se bodo ponovno združili v molekule z veliko nižjo energijo, kot so ogljikov dioksid, voda in dušik. Svetloba in toplota, ki se sproščata, v kombinaciji z izjemno hitro pretvorbo trdne ali tekočine v pline povzročita silovito eksplozijo.
Baterije: elektrika iz kemikalij
Kemične reakcije se lahko uporabljajo tudi za proizvodnjo električne energije. Atomi nekaterih elementov zlahka oddajajo elektrone, drugi pa radi pridobivajo elektrone. Baterije to dejstvo izkoriščajo tako, da dva različna elementa ali spojine razporedijo tako, da lahko elektroni tečejo iz enega v drugega, ko so povezani v vezje, in tvorijo električni tok. Za pretvorbo kemične energije v električno energijo na ta način je mogoče uporabiti veliko različnih snovi, zato obstaja veliko različnih vrst baterij, ki se med drugim lahko uporabljajo za napajanje telefonov, majhnih računalnikov in električnih vezij v avtomobilih.