唯一的解決辦法就是形成稀薄到足以讓電子逃逸的鐵銹層，其厚度大約為幾十納米。這在1975年甚至稍晚的90年代初期都是不可能辦到的。然而，納米技術(shù)在進入21世紀后取得了長足進步，不僅使得操控材料的物理結(jié)構(gòu)成為可能，也催生了不少精致得令人稱奇的解決方案。

　　丹尼森大學的喬丹·卡茨研發(fā)出由幾納米寬的鐵銹桿構(gòu)成的薄涂層。如此窄小的寬度賦予裝置以極大的表面積，同時也使水得以滲入銹桿間的納米微隙中。這樣可讓電子和洞孔從材料中逃逸，進而同四周的水相匯合。但是卡茨表示，他遠沒有找到一種效率達到市場需求的材料。

　　瑞士理工學院的研究人員找到了一條切實可行的途徑。為了協(xié)助電子逃逸，凱文·希弗拉利用“云”沉淀物創(chuàng)造納米銹，其中包括給表面噴灑霧狀的鐵溶液。這種沉淀方法會促使二氧化鐵生長成大片的森林，里面盡是呈花椰菜狀的顯微“樹木”，從而形成了那種允許電子逃走、但還可以大批量生產(chǎn)的分形表面積。

　　去年，希弗拉小組研制成一個工作裝置，使用的無非是玻璃這種談不上昂貴的材料。它的效率達到3.6%，與卡茨的裝置不相上下，但無需借助于額外的串疊型電池。希弗拉聲稱，不出兩三年的時間，他就能把效率提高到10%。

　　但是，他的目標可能會在銹層非常薄時遇到一個悖論式問題而遭受挫折。選用任何電解材料都會面臨一個基本矛盾，那就是要同時做得盡可能厚和盡可能薄。如果希望電子有任何逃逸的沖勁，恐怕還是以稀薄為好。若要吸收盡可能多的光子，那就需要鐵銹層稍微偏厚一些。20納米的電解層只會把可吸收的光子總量吸收18%。厚度增加到1微米以后，則能將它們近乎全部捕獲，但在那種情況下又難免會形成堵塞。

　　為了解決這個難題，以色列理工大學的艾夫納·羅特席爾德和他的團隊轉(zhuǎn)而求助于量子物理學。他們的裝置將輸入光誘捕到30納米的鐵銹薄膜上。光子進入裝置后被迫擠入一個以V形鏡面相向的小室內(nèi)，鏡面在那里將它們來回地折射到被吸收為止。更何況，隨之而來的是向前后傳播的光波以及它們之間進一步增強吸收效應的干擾，尤其是在靠近薄膜表面的部位上，電子和洞孔有可能在重新結(jié)合前輕易地抵達表面。裝置幸虧經(jīng)過這一微調(diào)才得以將輸入光吸收71%，同時又薄得能讓電子逃逸，最終形成了4.9%的理論效率。

　　按照二氧化鐵的低標準來看，那已經(jīng)是夠令人印象深刻的，卻并不完全適合用作商品原料。這里終于觸及到鐵銹的真正“天賦”，盡管它的效率低得無以復加，為什么最終還是會令硅黯然失色呢？希弗拉說，就算它絕對達不到16%這個最大值，但依然是價格低廉的，可以大批量地進行制備�！皻w根結(jié)蒂，重要的不是效率而是每瓦電力的成本。”卡茨說。他表示，即使效率只有10%，只要“價格公道”也會強于50%的光伏電池，因為每個表面用鐵銹涂覆一遍花不了多少錢。

　　而這恰恰是研究人員所追求的目標。希弗拉認為可以把他的鐵“花椰菜”混合物涂抹到類似墻紙的物體上，成片成片地打印出太陽能電池，無論在什么地方都可以生成氫。沙漠中孤獨的前哨基地會變成美好的家園，工藝處理可以使用經(jīng)過濾的廢水。

　　提供非電網(wǎng)式供能可望成為全球再生能源

　　當然，在這個夢想實現(xiàn)之前還有一些問題必須解決。例如一旦水發(fā)生裂變，“實際上等于制造了一顆炸彈，”海爾加德說，因為氧和氫會以爆炸的方式發(fā)生反應。一個更加溫和卻同樣糟糕的結(jié)局是：氫與氧只要經(jīng)過結(jié)合就會形成比先前略微更熱的水。