韓國蔚山國立科學技術院（UNIST）的一支研究團隊研發出一項新技術，可通過雨滴撞擊屋頂的動能實現發電，為強降雨天氣下的自動化排水調控與洪水預警，提供了一種自供能解決方案。

該團隊由UNIST機械工程系樸英彬（音譯）教授領銜，利用碳纖維增強復合材料（CFRP）研制出一款液滴式發電器（DEG）。這款名為“超疏水纖維增強復合材料基液滴式發電器（S-FRP-DEG）”的裝置，可將雨滴下落的沖擊力轉化為電信號，無需外接電源即可驅動雨水管理系統運轉。碳纖維增強復合材料具備輕質、耐用、高強度及耐腐蝕的特性，非常適合長期戶外安裝于屋頂及其他暴露于外界的城市構筑物。

該發電器的發電原理與靜電荷產生過程類似。當帶正電的雨滴接觸到器件帶負電的超疏水表面時，液滴會快速脫離并滾落，此過程伴隨電荷轉移。這種電荷運動可驅動電流流經內置的碳纖維，幾乎能實現瞬時發電。

傳統金屬基液滴發電器易受濕氣與城市污染物的侵蝕而發生腐蝕，與之不同，這款碳纖維增強復合材料（CFRP）基發電器可在惡劣環境條件下保持穩定性能。研究團隊還通過對器件表面進行紋理化處理，并引入仿荷葉涂層，進一步提升了發電效率——該設計既增強了疏水性，又能防止灰塵與煙塵堆積。

金屬材質的傳統液滴發電器往往會因污染和濕氣侵蝕而出現腐蝕問題。而UNIST團隊研發的這款CFRP基器件則攻克了這一難題，可長期保持優異的耐久性與穩定性。

實驗室測試數據顯示，一滴體積約92微升的雨滴，即可產生最高60伏特的電壓與數微安的電流。將4個該器件串聯后，系統可短時點亮144盞LED燈，這一結果驗證了該技術的可擴展性。

研究團隊還在真實場景中對該技術進行了驗證——他們將器件安裝在建筑物屋頂與排水管上。結果表明，隨著降雨強度的增大，器件產生的電信號會變得更強、更頻繁。基于這一特性，該系統能夠區分小雨、中雨與大雨，并在必要時自動啟動排水泵。

“這項技術能夠讓城市基礎設施僅依靠雨水自身的能量，實現降雨監測與洪澇風險應對。”樸教授表示，“展望未來，該技術可進一步整合至各類移動系統中，包括汽車或飛機——這些領域早已廣泛使用碳纖維復合材料。”

該研究由李成煥博士與金宰辰博士（均為音譯）擔任第一作者。研究成果由韓國科學技術信息通信部（MSIT）與韓國國家研究基金會（NRF）資助，于2025年11月20日發表在《先進功能材料》期刊的網絡版上。