雨滴發電機將雨水動能轉為電能

雨水不僅會淹沒街道，如今還能為保護街道的系統供電。韓國研究團隊開發出一種新技術，能夠從雨滴衝擊屋頂產生的能量中發電，將暴雨轉化為排水控制和洪水預警的自供電觸發器。

韓國蔚山國立科學技術研究院研究團隊研製出一款以碳纖維增強聚合物(CFRP)為核心的雨滴發電機。該裝置可將雨水衝擊屋頂的動能轉化為電能，為暴雨期間的自動排水與洪水預警系統提供自供電支援。相關研究論文發表於《先進功能材料》雜誌。

CFRP複合材料具有輕質、高強、耐腐蝕等特性，廣泛應用於航空航天與建築工程領域。這些優勢使其非常適於長期安裝在屋頂及其他戶外建築表面。這款名為“超疏水纖維增強聚合物雨滴發電機”的設備，其工作原理類似於靜電效應。當帶正電荷的雨滴落在設備帶負電荷的超疏水表面時，雨滴迅速滾落並分離，引發電荷轉移。這一過程驅動電流沿內部碳纖維流動，幾乎暫態產生電能。

與以往易受潮蝕和城市污染物影響的金屬基雨滴發電機不同，新系統設計在惡劣環境下仍能保持性能穩定。團隊還通過仿荷葉紋理表面與防污塗層進一步提升了其防水性與發電效率。

實驗室測試表明，單滴約九十二微升的雨滴可產生高達六十伏電壓與數微安電流。將四個發電單元串聯後，系統成功點亮了一百四十四枚LED燈，展現出良好的可擴展性。

團隊還在實際建築屋頂與排水管上安裝了該設備。隨著雨勢增大，電信號強度與頻率相應上升，系統據此可區分小雨、中雨與暴雨，並在必要時自動啟動排水泵。

研究團隊表示，這項技術讓城市基礎設施能借助雨水自身能量，實現降雨監測與洪水風險自主應對。未來，它還可進一步整合至汽車、飛機等已廣泛使用碳纖維的交通工具內。

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