韓國蔚山科學技術院科研團隊日前研發出一項新型發電技術，該技術能利用雨滴擊打屋頂產生的能量進行發電，為強降雨期間的自動排水控制與洪水預警系統提供自供能解決方案。

在蔚山科學技術院機械工程系樸英彬教授的帶領下，團隊采用碳纖維增強聚合物成功研發出液滴發電裝置。這種被命名為"超疏水纖維增強聚合物發電裝置"的設備，可將雨滴沖擊力轉化為電信號，從而無需外部電源即可驅動雨水管理系統。碳纖維增強聚合物復合材料憑借其輕質、耐用、高強度及耐腐蝕特性，特別適合長期安裝在屋頂等城市露天構筑物上。

該發電裝置的工作原理與靜電產生過程相似。當帶正電荷的雨滴接觸裝置帶負電荷的超疏水表面時，隨著雨滴快速脫離并滾落，電荷發生轉移。這種運動驅動嵌入的碳纖維產生電流，幾乎能瞬間完成發電。

傳統金屬材質液滴發電裝置易受潮濕環境和城市污染物侵蝕，而基于碳纖維增強聚合物的設計則能在惡劣環境下保持穩定性能。研究團隊通過引入具有紋理結構的表面及仿荷葉涂層進一步提升效率，在增強疏水性能的同時有效防止污垢與煙塵積聚。

傳統金屬液滴發電裝置常因污染和濕氣導致腐蝕。蔚山科學技術院團隊發現，碳纖維增強聚合物裝置憑借卓越的耐久性與長期穩定性成功解決了這一難題。

實驗室測試顯示，單個約92微升的雨滴可產生高達60伏電壓及數微安電流。當四組裝置串聯時，系統能短暫點亮144個LED燈，證明了該技術的可擴展性。

研究團隊通過在建筑屋頂和排水管道實地安裝裝置，進一步驗證了技術的實用性。隨著降雨強度增加，電信號變得更強更密集，使系統能準確區分小雨、中雨和大雨強度，并在必要時自動啟動排水泵。

"這項技術能讓城市基礎設施僅依靠雨水自身能量實現降雨監測與洪澇風險響應，"樸教授表示，"未來還可進一步整合到車輛或航空器等碳纖維復合材料已廣泛應用的移動系統中。"

該研究由李成煥博士與金在珍博士作為第一作者主導。研究項目獲得韓國科學技術信息通信部及國家研究基金會資助，已于2025年11月20日發表于《先進功能材料》網絡版。