Sercem urządzenia jest specjalny polimer wzmocniony włóknem węglowym, materiał znany z lotnictwa i nowoczesnego budownictwa ze względu na wyjątkową wytrzymałość i lekkość. Naukowcy z Uniwersytetu UNIST wykorzystali jego właściwości, tworząc generator oznaczony jako S-FRP-DEG. Zasada działania opiera się na zjawiskach elektrostatycznych. Gdy naładowana elektrycznie kropla deszczu uderza w superhydrofobową powierzchnię urządzenia, dochodzi do transferu ładunku. Szybkie oderwanie i stoczenie się kropli generuje impuls prądu, który jest przewodzony przez wbudowane włókna węglowe. Cały cykl trwa ułamki sekundy, powtarzając się z każdym nowym uderzeniem.
Czytaj także: Jak efektywnie wykorzystać deszcz? Zrobić z niego źródło energii!
Kluczową innowacją jest teksturowana powierzchnia, wzorowana na liściu lotosu, która nie tylko doskonale odpycha wodę, ale też zapobiega osadzaniu się zabrudzeń. To ważne udoskonalenie, ponieważ w miejskim, zanieczyszczonym środowisku tradycyjne metalowe elementy szybko traciłyby efektywność.
Wyniki laboratoryjnych pomiarów robią wrażenie. Pojedyncza kropla o objętości zaledwie 92 mikrolitrów (mniej niż jedna dziesiąta mililitra) była w stanie wytworzyć napięcie sięgające 60 woltów, przy prądzie liczącym kilka mikroamperów. Moc jest więc niewielka, ale naukowcy udowodnili, że system można skalować. Po połączeniu czterech jednostek szeregowo, udało się krótkotrwale zasilić aż 144 diody LED. To sugeruje, że im większą powierzchnię pokryjemy takimi generatorami, tym więcej energii uda się pozyskać podczas intensywnych opadów, gdy na metr kwadratowy spadają tysiące kropel na sekundę.
Zastosowania w miejskiej dżungli
Prawdziwym sprawdzianem dla każdej technologii są testy prowadzone w warunkach docelowych. Zespół naukowców pracujących pod kierunkiem profesora Young-Bina Parka zamontował prototypy na dachach budynków i w rurach drenażowych. Urządzenia okazały się na tyle czułe, że potrafią rozróżniać intensywność opadów po sile i częstotliwości generowanych sygnałów. To pozwala automatycznie rozpoznać, czy pada mżawka, czy też rozpoczęła się groźna ulewa.
Czytaj także: Na Merkurym pada nietypowy deszcz. To on jest źródłem efektownego zjawiska
Najistotniejsze jest jednak to, że zebrana energia wystarcza do aktywacji prostych systemów, takich jak pompy drenażowe. W praktyce oznacza to, że elementy infrastruktury przeciwpowodziowej mogłyby monitorować sytuację i reagować, wykorzystując wyłącznie „zasilanie” z padającego deszczu. Eliminuje to potrzebę zewnętrznego zasilania lub częstej wymiany baterii. Profesor Park wspomina też o potencjalnym zastosowaniu w transporcie – samochody czy samoloty z powłoką z włókna węglowego mogłyby podczas deszczu generować dodatkową energię na potrzeby pokładowej elektroniki.
Perspektywy i zdrowy rozsądek
Badania, opublikowane w 2025 roku przez Seonghwana Lee i współpracowników, otwierają ciekawą drogę. Technologia z pewnością nie rozwiąże globalnych problemów energetycznych, ale jej urok polega na samowystarczalności i precyzyjnym dopasowaniu do konkretnego zjawiska – opadów deszczu. W miastach, które coraz częściej borykają się z gwałtownymi ulewami, każdy system, który potrafi wykorzystać tę samą wodę do obrony przed jej nadmiarem, zasługuje na uwagę. To raczej obiecujący element układanki, a nie rewolucyjne panaceum. Jeśli uda się opracować tanie i trwałe metody produkcji, takie generatory mogłyby w przyszłości stać się pożytecznym, pasywnym uzupełnieniem dla inteligentnej infrastruktury.