新加坡國立大學的研究團隊展示了一項研究，水滴穿過管道落下時產生的電能足以點亮12盞LED燈，這種方法或許有一天可用於屋頂系統，從雨水中獲取大量清潔能源。每天都有雨水降落在地球上。但由於缺乏收集雨水能量的系統，所有的能量都浪費了。

通常，人們利用水發電時，會利用大量水的流動來驅動河流、海洋甚至飲用水管中的渦輪機。但水流過導電表面時，可以透過電荷分離的過程產生自己的電荷。這是因為水分子中帶正電的質子留在液體中，而帶負電的電子則被轉移到表面，如同用氣球在頭髮上摩擦會產生靜電一樣。這種現象通常是一種低效率的發電方式，因為電荷只在水接觸的表面產生。而且如果使用微米或奈米級管道來增加表面積，最終會發現將水引入這些管道中所消耗的能量比獲取的電能還要多。團隊創造了一個簡單的裝置，依靠重力使水沿著一根高32公分、內徑2毫米的垂直管道流下。當水滴在管道頂部碰撞時，會夾雜一些空氣，在下落過程中產生所謂的塞流(plug flow)。這種不連貫的流動似乎有助於水分子的電荷在沿著管道向下流動時分離，管道頂部和底部的電線隨後會收集產生的電能。

在一次實驗中，一條管道產生了440微瓦的電能。當研究人員同時使用4根管道時，就可以為12盞LED燈供電20秒。團隊表示這是第一次透過固液界面的電荷分離，從雨水或其他自然資源，如河流或瀑布中獲取能量。雖然產生的電量看起來不特別可觀，但該裝置將通過管道落下的水的10%以上的能量轉化為電能，比水以連續流過管道的方式所產生的電能高出5個數量級。

雨水從幾千公尺高的天空落到地面，在三維空間中有很多空間可以用來收集雨水能量，顯示該系統也許能安裝在屋頂上用於雨水發電，未來若能以一種對每家每戶都有用的方式開發出來，那將是非常實用的。

《產業發展中心 產業分析組 何玲玲 摘譯》

資料來源： https://www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250416135601.htm