韩国蔚山科学技术院（UNIST）的研究团队推出了一项利用雨滴撞击屋顶发电的技术，为暴雨期间的自动排水控制和洪水预警提供了一种自供电方法。
在蔚山科学技术院机械工程系Young-Bin Park教授的带领下，该研究团队利用碳纤维增强聚合物（CFRP）开发了一种液滴发电机（DEG）。这种名为“超疏水纤维增强聚合物液滴发电机（S-FRP-DEG）的装置，能够将雨水冲击转化为电信号，无需外部电源即可驱动雨水管理系统。相关研究成果发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）期刊上。
图片来源：蔚山科学技术院
CFRP复合材料重量轻而且耐用，因其高强度和耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天和建筑等领域。这些特性使其非常适合在屋顶以及其他暴露在户外的城市建筑物上进行长期安装。
该发电机的发电原理类似于静电效应。当带正电的雨滴接触到装置带负电的超疏水表面时，电荷会随着液滴迅速脱离并滚落而发生转移。这种运动会驱动电流通过嵌入的碳纤维，几乎瞬间即可产生电力。
传统的基于金属的液滴发电机易受潮气和城市污染物腐蚀，而基于CFRP的设计即使在恶劣环境条件下仍能保持稳定的性能。为进一步提高效率，该研究团队引入纹理表面和仿生荷叶涂层，在增强防水性的同时还能防止污垢和烟尘的堆积。
实验室测试表明，一滴体积约92微升的雨滴能够产生高达60伏的电压和几微安的电流。当四个装置串联时，该系统可短暂地为144个LED灯供电，证明其可扩展性。
该研究团队还将设备安装在建筑物屋顶和排水管道上，在实际环境中对这项技术进行了验证。随着降雨强度的增加，电信号变得更强、更密集，系统能区分小雨、中雨和大雨，并在必要时自动启动排水泵。
Young-Bin Park教授表示：“这项技术让城市基础设施仅靠雨水本身的能量就能监测降雨量并应对洪水风险。未来，它还可以进一步集成到出行系统中，包括车汽车或飞机，而且碳纤维复合材料已经在这些领域得到了广泛应用。”