編譯／韋士塔

利用水循環在雨天發電，可能是運用再生能源的新方式。雖然到目前為止，科學家還無法利用降雨產生大量電力，但隨著科技的進步，雨滴發電的效率正不斷提高。

人類已經能夠利用水力、風力、化學作用、太陽能和核能發電。但在自然界中，還有其他能源值得利用，例如降雨的能量。氣候變遷將地球環境、物種與人類的生活推向臨界點，過度依賴煤炭及石油乃問題之本，導致極端天氣、乾旱、氣溫升高、冰川融化及海平面上升。面對地球環境日趨惡化，以及化石能源面臨枯竭的危機，再生能源已成為焦點。

有鑑於此，讓再生能源的型態多樣化，將兼具環境保育和節約能源的優點。近年來，科學家一直在研究利用降雨作為能源的可行性，但把雨滴的能量轉化為電能的物理學難度，比利用潮汐或流水發電高出許多。過去對雨水的利用方式，主要是在降雨時加以儲存，例如水庫、屋頂，再利用水流動至低處時產生的動能帶動發電機。

利用雨滴直接發電的概念並非首創，多年前已有科學家以水滴撞擊物體表面時的摩擦起電效應（tribeoelectric effect）與靜電感應，開發出出各種設備，例如在太陽能板裝上奈米摩擦發電機，讓太陽能發電模組在雨天也能產生電力。

摩擦起電是指兩種不同的物體摩擦時，物體最外層的電子產生能量轉移。兩種物體將各自帶有負電荷與正電荷，產生靜電。然而，由於摩擦電荷數量有限，雨滴撞擊力太小，發電量不高。

不過，研究進展雖然還沒達到讓雨傘變成發電機的程度，但新的研究發現了一種方法，1滴雨水產生的電力，足以點亮100顆LED燈泡。

香港城市大學與美國內布拉斯加大學的研究人員合作，開發出水滴發電機（DEG），可產生140伏特電壓。

研究團隊發表在《自然》期刊（Nature）的報告指出，他們運用摩擦起電概念，開發出類似場效電晶體（field-effect transistor，FET）的三端（three-terminal）設備， 提高設備的能量密度。該設備具備防水功能，不會因雨水滲入影響壽命。

香港城市大學生物醫學工程師王專開（譯音）說：「我們的研究顯示，從15公分高的地方滴下的100微升（0.1cc）的水，發電量可短暫點亮100顆小型LED燈，效率是過去水滴發電的數千倍。這項設備不只能透過雨水發電，也可應用在海水上，因此可裝設在輪船、海岸等地。」

這個發電量，雖然還不足以應用於日常生活中，但已為未來的新型可再生電力開創新希望；研究團隊指出，他們的目標是在5年內製造出原型機，奠定日後擴大應用的基礎。非再生能源蘊藏量日益減少，因此在開源節流的概念下，除了減少不必要的能源使用外，更重要的是發展更多形式的再生能源，實現能源轉型。