隨著雨水不僅是淹水的源頭，韓國蔚山科技大學（UNIST）的研究團隊開發出一項新技術，能夠從雨滴中生成電力，將降雨轉化為自供電的排水控制和洪水警報系統。這項系統利用雨水落在屋頂上的機械衝擊，將其轉換為足夠強大的電信號，以操作雨水管理設備，而無需依賴外部電源或電池。
該團隊由UNIST機械工程系的朴永彬教授領導，創造了一種基於雨滴的電力發電機（DEG），名為超疏水纖維增強聚合物雨滴發電機（S-FRP-DEG），使用碳纖維增強聚合物（CFRP）製成。這種設備能在雨水接觸其表面瞬間收集能量，與許多依賴脆弱金屬或僅限於實驗室材料的雨水收集系統不同，UNIST團隊更注重耐用性。
CFRP複合材料因其強度、輕量及耐腐蝕性，已在航空航天和建築領域廣泛應用，適合長期在屋頂、排水管道以及暴露於城市基礎設施的戶外使用。
發電機的工作原理類似靜電。雨滴在空氣中下落時攜帶正電荷，當它們撞擊設備的負電荷超疏水表面時，會發生電荷轉移，雨滴迅速脫離並滾動，產生電流。這一運動驅動埋入複合材料中的碳纖維，幾乎瞬間生成電信號。
為了提高性能，研究人員引入了表面紋理和類蓮葉的塗層，增強了防水性，同時防止污垢和煙灰的積聚。傳統的金屬雨滴發電機常因潮濕和城市污染物而腐蝕，而基於CFRP的設計則避免了這一問題，能在惡劣環境中保持穩定性能，並能承受多次雨水的侵襲。
在實驗室測試中，單個約92微升的雨滴可產生高達60伏特的電壓和數微安的電流。當四個單元串聯時，該系統能夠瞬間驅動144盞LED燈，展示了這一方法的可擴展性。
研究團隊還在實驗室外進行了測試，將這些設備安裝在建築物的屋頂和排水管上。隨著降雨強度的增加，電信號變得更強且更頻繁，從而使系統能夠區分輕度、中度和重度降雨，自動啟動排水泵。這種反應能力能夠減少能源使用，同時提升密集城市區域的實時洪水預防能力。
朴教授表示，這項技術使城市基礎設施能夠利用雨水的能量監測降雨並應對洪水風險。展望未來，這一技術還可以進一步整合到交通系統中，包括已經廣泛使用碳纖維複合材料的車輛或飛機。
該研究的第一作者為李成煥博士和金在珍博士，並得到了韓國科學技術部及國家研究基金會的支持。研究結果已在《先進功能材料》上發表。
