Cheminė energija kaupiama ir išskiriama kuriant ir nutraukiant ryšius tarp atomų. Paprastai jis išsiskiria, kai susidaro ryšiai, ir juos reikia nutraukti. Tačiau kartais gali susidaryti junginių, kurie kaupia energiją ir vėliau ją išskiria cheminių reakcijų metu arba persiskirsto į molekules, kurios kartu turi mažiau energijos. Šiuos junginius gali sukurti natūralūs procesai ir žmogus. Taip pat galima chemiškai gaminti elektros energiją. Yra daug natūralios ir žmogaus sukurtos cheminės energijos pavyzdžių, įskaitant fotosintezę, kvėpavimą, degimą, sprogmenis ir baterijas.
Cheminės reakcijos
Cheminė reakcija įvyks, kai dalyvaujantys atomai gali pasiekti žemesnės energijos būseną, persitvarkydami kitaip. Pavyzdžiui, dvi vandenilio molekulės gali susijungti su viena iš deguonies, kad susidarytų dvi vandens molekulės. Tam, kad būtų nutraukti esamų molekulių ryšiai, reikia šiek tiek energijos, pavyzdžiui, atviros liepsnos ar kibirkšties, tačiau daug daugiau išsiskiria susidarant naujiems ryšiams. Galima laikyti, kad vandenilio ir deguonies molekulės kaupia energiją, kuri gali būti išleista tinkamomis aplinkybėmis. Priešinga reakcija, vandens padalijimas į vandenilį ir deguonį, sunaudoja daug energijos, todėl vanduo yra labai stabilus.
Fotosintezė
Esant tinkamoms aplinkybėms, galima sukurti molekules, kurios gali sukaupti daug energijos, tačiau tai pirmiausia turi būti iš kažkur tiekiama. Vienas geriausių cheminės energijos kaupimo pavyzdžių yra žaliųjų augalų fotosintezė. Šiuo atveju saulės šviesa suteikia galimybę sujungti atmosferos anglies dioksidą su vandeniu, kad susidarytų cukraus molekulės, kurias augalas naudoja kaip maistą. Kadangi cukrus turi daugiau energijos nei anglies dioksidas ir vanduo, jie negali tiesiogiai jungtis. Tačiau fotosintezė yra sudėtingas procesas, kurio metu cukrus sukuriamas netiesiogiai keliais etapais, naudojant Saulės galią.
Dusulys
Ląstelių kvėpavimas gali būti vertinamas kaip fotosintezės priešingybė. Kai žmogus ar kitas gyvūnas valgo augalinę medžiagą, suskaidomos cukraus molekulės, susidaro anglies dioksidas ir vanduo. Kadangi jie kartu turi mažiau energijos nei cukrus, dalis išsiskiria. Jis saugomas molekulėje, vadinamoje adenozino trifosfatu (ATP), pridedant fosfato grupę prie kitos molekulės, vadinamos adenozino difosfatu (ADP). Jis gali būti vėl išleistas, kai reikia, pašalinus šią fosfatų grupę; nors tam reikia šiek tiek energijos, daug daugiau išsiskiria naujomis jungtimis, kurias sudaro neprisijungusi fosfatų grupė.
Degimas ir kuras
Vienas iš labiausiai žinomų cheminės energijos pavyzdžių yra degimas. Paprastai tai yra reakcija, kurios metu anglis ir vandenilis organinėse medžiagose, pavyzdžiui, medienoje ar aliejuje, susijungia su deguonimi ore, kad susidarytų anglies dioksidas, vanduo, šviesa ir šiluma. Tačiau tai gali apimti ir kitus elementus. Degimo sistema varo automobilį, maitina daugumą elektros energijos gamybos stočių ir aprūpina šilumą bei maisto ruošimo patalpas daugeliui namų.
Degimo procesams naudojamas kuras gali būti laikomas cheminėmis energijos atsargomis, kurių didžioji dalis galiausiai atkeliauja iš Saulės. Akmens anglys, nafta ir gamtinės dujos gaunamos iš senovinių augalų ir gyvūnų liekanų, kurie energiją gavo iš fotosintezės arba valgydami tai darančius augalus. Šios organinės medžiagos buvo palaidotos purve ir dumbluose, galiausiai sudarant nuosėdas, kurios yra naudojamos šiandien.
Sprogstamosios medžiagos
Šios medžiagos taip pat yra energijos atsargos. Jų molekulės susideda iš atomų, kurie gali persitvarkyti į kitas molekules, kurios turi daug mažiau energijos, o kai taip atsitinka, skirtumas išsiskiria kaip šviesa ir šiluma. Šiuolaikiniai sprogmenys paprastai yra nitrinti organiniai junginiai, o tai reiškia, kad tai yra anglies-vandenilio junginiai, prie kurių pridėta azoto-deguonies grupių. Paprastai tai yra gana nestabilus darinys: esant gana nedideliam dirgikliui, esami ryšiai nutrūks, o atomai persigrupuos į daug mažesnės energijos molekules, tokias kaip anglies dioksidas, vanduo ir azotas. Išsiskyrusi šviesa ir šiluma kartu su itin greitu kietosios ar skystos medžiagos pavertimu dujomis sukelia smarkų sprogimą.
Baterijos: elektra iš cheminių medžiagų
Cheminės reakcijos taip pat gali būti naudojamos elektros energijai gaminti. Kai kurių elementų atomai gali lengvai išskirti elektronus, o kiti mėgsta gauti elektronus. Baterijos išnaudoja šį faktą sudėliodamos du skirtingus elementus arba junginius taip, kad elektronai galėtų tekėti iš vieno į kitą, kai jie yra sujungti į grandinę, sudarydami elektros srovę. Cheminę energiją tokiu būdu paversti elektra galima naudoti labai įvairias medžiagas, todėl yra daug įvairių tipų baterijų, kurios, be kita ko, gali būti naudojamos telefonams, mažiems kompiuteriams ir automobilių elektros grandinėms maitinti.