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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Überspannung einer Arbeitselektrode in einer Brennstoffzelle, bei dem das Potential einer Referenzelektrode gegenüber der geerdeten Gegenelektrode gemessen wird. Für die Messung wird eine Brennstoffzelle eingesetzt, bei der die Gegenelektrode eine seitliche Kante mit wenigstens einem konvex gekrümmten Bereich aufweist und die Elektrolytmembranoberfläche benachbart zur Gegenelektrode einen Elektroden-freien Bereich aufweist, in dem die Referenzelektrode auf der Elektrolytmembranoberfläche angeordnet ist. Die Arbeitselektrode ist demgegenüber durchgehend, d. h. weist eine große Oberfläche auf. Erfindungsgemäß beträgt der minimale Abstand Lgap zwischen der Referenzelektrode und der Kante der Gegenelektrode Lgap = 3·L1,r mitmit σm = ionische Leitfähigkeit der Elektrolytmembran (Ω–1cm–1), bw = Tafel-Steigung der Halbzelle für die elektrochemische Reaktion der Arbeitselektrode, lm = Membranschichtdicke (cm) und = Austauschstromdichte des Katalysators der Arbeitselektrode pro Einheit Elektrodenoberfläche in (Acm–2). Mit dieser Anordnung kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass das an der mit Wasserstoff gespeisten Referenzelektrode gemessene Potential mit ausreichender Genauigkeit der Überspannung der Arbeitselektrode entspricht. Die Methode ist anwendbar auf Polymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEM-FC), auf Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC) oder auch auf Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFC). |
