Изследователски екип разработи технология, която генерира електричество от дъждовните капки, падащи върху покривите. Технологията предлага автономно захранване за автоматизиран контрол на отводняването и предупреждение за наводнения по време на обилни валежи.
Генератор на електричество на капкова база (DEG) използва полимер, подсилен с въглеродни влакна (CFRP), за да произвежда ток – това е една разработка на катедрата по машиностроене в UNIST под ръководството на професор Йънг-Бин Парк.
Устройството е наречено суперхидрофобен полимер. То преобразува въздействието на падащия дъжд в електрически сигнали, способни да командват системи за управление на дъждовните води без външен източник на захранване.
CFRP композитите са леки, но издръжливи, и се използват в различни приложения – например, в аерокосмическата индустрия и строителството – поради тяхната здравина и устойчивост на корозия. Подобни характеристики ги правят подходящ материал за дългосрочен външен монтаж на покриви и други открити градски конструкции.
DEG генераторът произвежда електричество чрез процес, подобен на генерирането на статичен заряд. Когато положително заредена дъждовна капка докосне отрицателно заредената суперхидрофобна повърхност на устройството, електрическият заряд се пренася, докато капката бързо се отделя и търкаля. Това движение задвижва електрически ток през вградените въглеродни влакна, генерирайки енергия почти мигновено.
За разлика от конвенционалните капкови генератори на метална основа, които са склонни към корозия от влагата и градските замърсители, дизайнът, базиран на CFRP, поддържа стабилна работа при тежки околни условия.
Изследователският екип допълнително е подобрил ефективността, въвеждайки текстурирана повърхност по модел на лотосовия лист, което подобрява водоотблъскването, като същевременно предотвратява натрупването на мръсотия и сажди.
В лабораторните тестове една дъждовна капка с обем приблизително 92 микролитра генерира до 60 волта и няколко микроампера ток. Когато четири устройства бъдат свързани последователно, системата за кратко захранва 144 LED лампи, демонстрирайки своята мащабируемост.
Екипът също така валидира технологията в реални условия, като инсталира устройството на покриви на сгради и дренажни тръби. С увеличаване на интензитета на валежите електрическите сигнали стават по-силни и по-чести, което позволява на системата да „прави разлика“ между лек, умерен и силен дъжд – и автоматично да активира дренажните помпи, когато е необходимо.
„Тази технология позволява на градската инфраструктура сама да следи валежите и да реагира на рисковете от наводнения, използвайки само енергията на самия дъжд“, казва професор Парк.
„В бъдеще тя би могла да бъде допълнително интегрирана в системите за мобилност, включително превозни средства или самолети, където композитите от въглеродни влакна вече се използват масово“, допълва той.
