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氢气被用于应对气候挑战，尤其是在重型运输和工业应用等难以脱碳的应用领域，以及通过长时储能实现清洁电网，因此越来越受到人们的关注[1,2]。氢气在众多成熟领域和若干发展中应用领域中都具有巨大潜力[3]。虽然人们在交通领域的氢能和燃料电池技术研发方面已经做出了巨大努力[4-9]，但人们对固定式应用的兴趣正在重新燃起。特别是大型固定式应用，它们没有像燃料电池电动汽车那样严格的限制，例如储能密度、储能系统质量和热管理，是采用氢能技术的主要候选对象[10]。然而，要想取代任何现有技术，新技术的成本和性能都至关重要。要想广泛采用氢气，生产成本是关键。为推动该领域的进步，美国能源部 (DOE) 于 2021 年宣布了“氢能计划”，这是“能源地球计划”中的第一个计划，旨在加速清洁能源解决方案的突破。“能源地球计划”的重点是将清洁氢能的生产成本在 10 年内降低 80% 至每公斤 1 美元，从而实现氢能的大规模部署 [11]。氢能可用于满足备用电源的需求，因为它具有大规模、长期和与电网解耦的储能能力。氢基技术可以提供稳定、可靠的离网电力，在停电时可快速提供并按需供电。提供应急服务的关键设施，例如医院、警察局和消防站、供水和废水处理设施以及用于支持基本公共服务的通信系统，通常依靠备用柴油发电机来确保电网断电时的持续供电。例如，供水设施需要能够维持水压以扑灭毁灭性的火灾。此外，工业区、港口和机场等未达标区域不符合主要空气污染物标准，是氢气可以解决减排问题的另一个领域。美国环境保护署 (EPA) 维护 EPA 绿色
适用于大型数据中心应用的氢基储能系统
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