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(jìn)入21世紀(jì)后取得了長(zhǎng)足進(jìn)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(xué)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(shí)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(jìn)而同四周的水相匯合。但是卡茨表示，他遠(yuǎn)沒有找到一種效率達(dá)到市場(chǎng)需求的材料。

　　瑞士理工學(xué)院的研究人員找到了一條切實(shí)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(huì)促使二氧化鐵生長(zhǎng)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(gè)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(dá)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(shí)間，他就能把效率提高到10%。

　　但是，他的目標(biāo)可能會(huì)在銹層非常薄時(shí)遇到一個(gè)悖論式問題而遭受挫折。選用任何電解材料都會(huì)面臨一個(gè)基本矛盾，那就是要同時(shí)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(huì)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(huì)形成堵塞。

　　為了解決這個(gè)難題，以色列理工大學(xué)的艾夫納·羅特席爾德和他的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而求助于量子物理學(xué)。他們的裝置將輸入光誘捕到30納米的鐵銹薄膜上。光子進(jìn)入裝置后被迫擠入一個(gè)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(jìn)一步增強(qiáng)吸收效應(yīng)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(dá)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)加，為什么最終還是會(huì)令硅黯然失色呢？希弗拉說，就算它絕對(duì)達(dá)不到16%這個(gè)最大值，但依然是價(jià)格低廉的，可以大批量地進(jìn)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�！笨ù恼f。他表示，即使效率只有10%，只要“價(jià)格公道”也會(huì)強(qiáng)于50%的光伏電池，因?yàn)槊總�(gè)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(biāo)。希弗拉認(rèn)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(yáng)能電池，無論在什么地方都可以生成氫。沙漠中孤獨(dú)的前哨基地會(huì)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(dāng)然，在這個(gè)夢(mèng)想實(shí)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(shí)際上等于制造了一顆炸彈，”海爾加德說，因?yàn)檠鹾蜌鋾?huì)以爆炸的方式發(fā)生反應(yīng)。一個(gè)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(huì)形成比先前略微更熱的水。