日期：2026-01-01 11:32:43
蔚山国立科学技术研究院团队开发出将落雨转化为电能的发电机，可用于防洪控制。
雨水不仅会淹没街道，如今还能为保护街道的系统供电。韩国蔚山国立科学技术研究院的研究团队开发出一种新技术，能够从雨滴冲击屋顶产生的能量中发电，将暴雨转化为排水控制和洪水预警的自供电触发器。该系统可将落雨的机械冲击转化为足以运行雨水管理设备的电信号，无需依赖外部电源或电池。
在机械工程系朴英彬教授的带领下，团队利用碳纤维增强聚合物研发出液滴发电机。这种名为"超疏水纤维增强聚合物液滴发电机"的设备，能在雨滴撞击表面的瞬间收集能量。与许多依赖精密金属或实验室专用材料的实验性雨水收集系统不同，该团队重点关注耐用性。碳纤维增强聚合物复合材料以其强度高、重量轻和耐腐蚀的特性，已广泛应用于航空航天和建筑领域，适合长期部署于屋顶、排水管和城市外露基础设施。
其发电原理类似静电效应：雨滴下落时携带正电荷，当撞击带负电荷的超疏水表面时，电荷在雨滴快速脱离滚落过程中发生转移。这种运动驱动复合材料中的碳纤维产生电流，几乎瞬间形成电信号。研究团队通过表面纹理处理和仿生莲花叶涂层，在增强疏水性的同时防止污垢堆积。
传统金属液滴发电机常因潮湿和城市污染物腐蚀受损，而这种基于碳纤维增强聚合物的设计避免了该问题，即使在恶劣环境或持续降雨条件下也能保持稳定性能。实验室测试显示，单个约92微升的雨滴可产生高达60伏特电压及数微安电流。当四个单元串联时，系统能短暂点亮144个LED灯，证明了该技术的可扩展性。
研究团队还在建筑屋顶和排水管上进行了户外测试。随着降雨强度增加，电信号变得更强更密集，使系统能区分小雨、中雨和暴雨事件，仅在需要时自动启动排水泵。这种响应机制可在提升城市密集区实时防洪能力的同时降低能耗。朴教授表示："这项技术让城市基础设施仅靠雨水自身能量就能监测降雨并应对洪水风险。未来还可与交通工具等碳纤维复合材料广泛应用的移动系统进一步集成。"
该研究由韩国科学技术信息通信部和国家研究基金会支持，第一作者为李成焕博士和金在镇博士，成果发表于《先进功能材料》。
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