巴黎奥运会的赛程已过半,不知道你有没有想过一个问题:今年奥运会火炬里烧的什么呢?
火炬是奥运会圣火传递的工具,由燃烧器和燃料罐几个部分组成,是奥林匹克运动的象征之一。历来,火炬传递和点燃圣火都是奥运会的重要环节。每一届的奥运会火炬既有对传统的继承,也蕴藏着主办方别具心裁的创新。
当我们回顾奥运会火炬燃料的使用历史时,我们发现它竟然与人类能源探索的历史之间有着密不可分的关系。
那这届奥运会的火炬燃料到底是什么?往届奥运会的火炬燃料又是什么?它们遵循着什么规律?一起来看看吧。
01
化石燃料是主旋律
奥运会起源于两千多年前的古希腊,因举办地在奥林匹亚而得名。最初举办奥运会为了向诸神献祭和展示身体力量,逐渐发展成全希腊范围内的一项重要活动。
奥运会开始之前,人们为表示对普罗米修斯(为人类盗取火种)的尊敬,会点燃圣火。那个时候还没有火炬传递。比赛开始,火炬手高举着火炬一边奔跑,一边喊:“停止一切战争,参加运动会!”
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由于当时人类还处于柴薪时代,火炬都是浸染了油脂或者沥青的火把。
时间来到20世纪,科技飞速发展,各种工业也繁荣起来。火炬燃料也加入了更多的元素。
1936年奥运会在德国柏林举办。这一届的火炬为银色钢制材质,燃料则为复合镁粉。
1936年柏林奥运会火炬
镁粉呈银白色,是一种化学性质活泼的金属,遇见水气就容易燃烧,燃烧时会产生耀眼的白光并放出高热。能够让火焰更明亮,也是柏林奥运会选择添加镁粉的原因。之后的伦敦及墨尔本奥运会上,火炬的燃料也都加入了镁粉。
由于镁十分活泼,成本也高,燃烧颜色不够美观,所以后期逐渐被淘汰。
1948年伦敦奥运会还专门为最后一名火炬手特制了火炬。从此也开始了奥运会有两种火炬的历史。火炬的燃料则是含6%萘的六胺燃料片。
1948年伦敦奥运会火炬
胺类其实是一种燃料,在工业和能源领域有着广泛的应用。其中,不同分数的脂肪胺或芳香胺组成的混胺燃料还可以作为火箭燃料。这种燃料同样不具有经济性。
20世纪中期及以后,油气工业蓬勃发展,油气能源开始成为奥运会的主要火炬燃料。1952年赫尔辛基奥运会火炬的燃料就是液化气。
1952年赫尔辛基奥运会火炬
液化气全称是液化石油气,是一种在炼油厂内由天然气或者石油进行加压降温液化所得到的一种无色挥发性液体,主要成分是丙烷、丁烷、及其他烷烃。
1956年墨尔本火炬的燃料是片状六角形,加萘的特殊点火材料,可以持续燃烧至少15分钟。这种材料可以释放大量烟雾,也更明亮。
1956年墨尔本火炬传递
之后的1964年东京奥运会直接用火药和烟雾作为火炬的燃料。火炬外面覆有不锈钢,里面可填充燃料。火药通常作为火箭、导弹等的助推剂,所以在使用的过程还存着一定的风险性。
1964年东京奥运会火炬
1968年墨西哥奥运会的燃料为硝酸盐、硫磺、碱金属碳酸根树脂和硅氧树脂的固体混合物。硝酸盐在高温下不稳定,可以释放出氧气,促进燃烧的进行。硫磺在高温下与氧气发生反应可以产生亮紫色的火焰。碱金属碳酸根树脂在燃烧时可以发出明亮的火光。硅氧树脂本身并不易燃烧,但在高温下会燃烧且不易熄灭。
1968年墨西哥奥运会火炬传递
1972年慕尼黑奥运会使用了24%的丙烷和76%的丁烷组成的液化气,能够持续燃烧15至22分钟。另外,这届奥运会还制作了两支圣火灯。它们以丙烷气体为燃料,可以不间断燃烧至少六周。
1972年慕尼黑奥运会火炬
丙烷和丁烷以 35:65 的比例混合燃烧产生的火焰无烟尘且清晰明亮。之后的1980年莫斯科奥运会、2000年悉尼奥运会及2012年伦敦奥运会也都使用了丙烷和丁烷的混合物作为火炬燃料。
1976年蒙特利尔奥运会火炬的燃料是橄榄油、佐剂、烟雾弹。因为燃料是橄榄油,燃烧时基本看不到黑烟,而烟雾弹的存在正好可以起到弥补的作用。
1976年蒙特勒尔奥运会火炬传递
1984年洛杉矶奥运会及2008年北京奥运会则使用了丙烷。丙烷无色无味,化学性质稳定,常被用作冷冻剂、内燃机燃料或者有机合成原料。丙烷在燃烧时火焰呈现蓝色,能够释放大量热量。
1984年洛杉矶奥运会火炬
丙烷因为具有高燃烧热值和低排放特征,被视为一种理想的清洁能源,用于取代更高排放的传统燃料。
1988年首尔奥运会的火炬燃料为二氧化锰、铬酸钡、镁和磷。这里边二氧化锰是催化剂,铬酸钡、镁和磷则是作为反应物参与燃烧反应。前面提过镁的反应过程。而磷在空气中燃烧时会发出黄白色火焰,放出热量,产生大量白烟,生成一种白色粉末状固体物质。
1988年首尔奥运会火炬传递
02
绿色燃料开始崛起
与丙烷一样,在上个世纪使用的另一种低碳燃料是天然气。1992年巴塞罗那奥运会及2004年雅典奥运会都是这种燃料。天然气主要由甲烷组成,被普遍认为是一种高效、清洁的能源。
1992年巴塞罗那奥运会火炬
不难发现,自上世纪开始,奥运会就已经开始注重燃料的低碳问题。到了21世纪,随着气候变化及环境保护的观念逐渐深入人心,奥运会燃料的低碳化进程明显加快了。
2020年东京奥运会火炬
2020年东京奥运会的火炬燃料是氢气。这里的氢气是由太阳能发电、电解水产生的绿氢。氢气是世界上最轻的气体,燃烧时产生淡蓝色火焰,生成物中只有水,并不含有二氧化碳。氢气也被认为是继煤炭、石油、天然气之后的重要绿色低碳能源。
2022年北京冬季奥运会火炬
无独有偶,2022年北京冬季奥运会的火炬燃料也是氢气。而且,北京冬奥会期间氢气也被广泛使用,火炬燃料是氢,就连汽车烧的也是氢。
2024年巴黎奥运会火炬传递
2024年的巴黎奥运会的火炬燃料是丙烷,但与前者不同。它是生物丙烷,不是化石能源里提取的,是化工厂通过二氧化碳和电能合成的,也可以说是一种绿色丙烷,或者说它是需要消耗空气中的二氧化碳才能制成的。
在这一点上就与以往的燃料大大不同。其实,在2023年杭州亚运会上也使用了类似的燃料——甲醇。其也是历史上首次使用废碳再生零碳能源作为火炬的燃料。
奥运会的火炬燃料也终于从排放二氧化碳走到了降碳的路上。
一支火炬自两千多年前传承至今,燃料就先后经历了从油脂、镁粉混合物、六胺燃料片、液化气、橄榄油……丙烷及丁烷混合物、丁烷、天然气、氢气、绿色丙烷的变迁,燃料本身的含碳量也一直在降低。
一部奥运会的发展史其实也是人类能源的探索史。
那么问题来了,你觉得下一届的奥运会又会使用什么燃料呢?欢迎评论区留言。
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