DE102022213550A1

DE102022213550A1 - Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Brennstoffzellenstapels

Info

Publication number: DE102022213550A1
Application number: DE102022213550.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Giuseppe Marino; Julia Drillkens; Anton Ringel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-12-13
Filing date: 2022-12-13
Publication date: 2024-06-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Qualitätsüberprüfung einer Brennstoffzelle, insbesondere eines Brennstoffzellenstapels, der mehrere Brennstoffzellen enthält, wobei nachfolgende Verfahrensschritte durchlaufen werden: Es erfolgt ein Beaufschlagen des Brennstoffzellenstapels mit einem anodenseitig aufgebrachten Gasgemisch, insbesondere einem H2/N2-Gasgemisch. Daran schließt sich die Überwachung der einzelnen Brennstoffzellen auf charakteristische Abklingkurvenverläufe (74) der Zellspannungen und/oder Kurzschlüsse anzeigende Spannungsverläufe (72) an. Danach erfolgt eine Erhöhung eines einlassseitigen Anodendrucks (82) der einzelnen Brennstoffzellen. Während des Druckaufbaus beziehungsweise mit dem Erreichen des erhöhten einlassseitigen Anodendrucks (82) erfolgt eine Überwachung der einzelnen Brennstoffzellen auf charakteristische Abklingkurvenverläufe (74) der Zellspannungen zur Detektion von Undichtigkeiten aufgrund des erhöhten einlassseitigen Anodendrucks (82).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Qualitätsüberprüfung einer Brennstoffzelle, insbesondere eines Brennstoffzellenstapels mit mehreren Brennstoffzellen. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens zur Überprüfung von PEM-Brennstoffzellen und/oder eines aus PEM-Brennstoffzellen aufgebauten Brennstoffzellenstapels.
Stand der Technik
Brennstoffzellenanordnungen werden vor dem Konditionieren in der Regel einer Qualitäts- und Sicherheitsprüfung unterzogen. So wird beispielsweise ein neu aufgebauter PEM-Brennstoffzellenstapel (PEM-FC) einem Stack-Fitness-Test unterzogen, dessen Ziel darin besteht, im Prüfling elektrische Kurzschlüsse sowie Undichtigkeiten, die auch als Membran-Pin-Holes bezeichnet werden, zu erkennen, bevor ein aufwändiges Konditionieren des PEM-Brennstoffzellenstapels durchgeführt wird. Gemäß bisheriger Vorgehensweise erfolgt eine Beaufschlagung des Prüflings in Gestalt eines PEM-Brennstoffzellenstapels mittels eines Pulses eines Gasgemischs, beispielsweise eines H₂/N₂-Gasgemischs. Zunächst werden die OCV-Einzelzellspannungen (Open Circuit Voltage = Leerlaufspannung) erreicht und danach wird gemäß heutigen Lösungen ein Abklingverhalten nach dem H₂/N₂-Anodenpuls untersucht. Ergibt sich im Abklingverhalten eine Zellspannung einer Brennstoffzelle, die im Vergleich zu anderen Zellspannungsverläufen vergleichsweise schnell abfällt, so deutet dies auf einen ungewöhnlich hohen Gasaustausch hin, mithin auf eine innerhalb des Brennstoffzellenstapels an einer Brennstoffzelle vorliegende Undichtigkeit.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Qualitätsprüfung einer Brennstoffzelle, insbesondere eines Brennstoffzellenstapels mit mehreren Brennstoffzellen, wobei die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:

a) Beaufschlagen des Brennstoffzellenstapels mit einem anodenseitig aufgebrachten Gasgemisch, insbesondere einem H₂/N₂-Gasgemisch,
b) Überwachung der einzelnen Brennstoffzellen auf charakteristische Abklingkurven der Zellspannungen und/oder Kurzschlüsse anzeigende Kurzschlussspannungsverläufe;
c) nach Durchführung der Verfahrensschritte a) und b) erfolgt eine Erhöhung eines einlassseitigen Anodendrucks nach dem Einregeln der Zellspannungen der einzelnen Brennstoffzellen;
d) während des Druckaufbaus beziehungsweise mit Erreichen des erhöhten Anodendrucks erfolgt eine Überwachung der einzelnen Brennstoffzellen auf charakteristische Zellspannungsverläufe zur Detektion von Undichtigkeiten aufgrund des gemäß Verfahrensschritts c) erhöhten einlassseitigen Anodendrucks.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird ein Qualitätsprüfungsverfahren dargestellt, welches es ermöglicht, unter Heranziehung mehrerer Parameter die Qualität eines gefertigten Brennstoffzellenstapels zu überprüfen, bevor eine Konditionierung desselben durchgeführt wird. Da mehrere Parameter, wie Druck und Zellspannungen, überprüft werden, lässt sich eine robuste Fehlerdetektion darstellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erfolgt gemäß Verfahrensschritt b) die Ermittlung der Zellspannungsverläufe nach den Bereichen von OCV-Einzelzellspannungen (Open Circuit Voltage = Leerlaufspannung).
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird gemäß Verfahrensschritt c) ein einlassseitiger Anodendruck auf einen Differenzdruck zwischen Anode und Kathode erhöht. Die gemäß Verfahrensschritt c) erfolgende Erhöhung des einlassseitigen Anodendrucks liegt im Bereich zwischen 0,1 bar und 1 bar, vorzugsweise zwischen 0,3 bar bis 0,8 bar und besonders bevorzugt bei etwa 0,5 bar.
Der relativ maßvolle Differenzdruck zwischen Anode und Kathode kann im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Prüfverfahren besonders einfach dargestellt werden und ist für die Detektion von Undichtigkeiten im Verbund des Brennstoffzellenstapels vollkommen ausreichend.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird gemäß Verfahrensschritt d) ein Spannungsanstieg an der Brennstoffzelle während der Erhöhung des einlassseitigen Anodendrucks und/oder ein Spannungsabfall im Fall eines Membranlochs ermittelt. Eine Fokussierung auf die genannten Größen erlaubt eine schnelle Erkennung eines schadhaften Brennstoffzellenstapels, bevor dessen Veredelung durch eine nachgeschaltete Konditionierung vorgenommen wird.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Auftreten einer Zellmindestspannung von U_min < 0,8 Volt auf einen Kurzschluss geschlossen und ein Prüfabbruch herbeigeführt. Dies kann in vorteilhafter Weise auch auf automatisiertem Wege geschehen.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird bei einem von charakteristischen Spannungsverläufen abweichenden, vergleichsweise schnellen Abfall einer Zellspannung einer Brennstoffzelle auf eine Undichtigkeit an der Brennstoffzelle geschlossen. Durch dieses Charakteristikum, d. h. eine schnell abnehmende Zellspannung, kann auf einen ungewöhnlich großen Gasaustausch und mithin auf eine Undichtigkeit geschlossen werden.
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens zur Überprüfung von PEM-Brennstoffzellen und/oder eines aus PEM-Brennstoffzellen aufgebauten Brennstoffzellenstapels.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass einerseits das Abklingverhalten von Zellspannungsverläufen nach Beaufschlagung des Brennstoffzellenstapels mit einem Gasgemisch überwacht wird und andererseits nach eingeregelten Zellspannungen einzelner Brennstoffzellen durch eine einlassseitig erfolgende Erhöhung des Anodendrucks weitere Überprüfungen der Zellspannungsverläufe des Brennstoffzellenstapels erfolgen. Durch die relativ maßvolle Erhöhung des Anodendrucks über das auf der Kathodenseite herrschende Druckniveau in der Größenordnung von 0,1 bis 1 bar, bevorzugt 0,5 bar, können Undichtigkeiten unmittelbar nachgewiesen werden, ehe eine aufwändige Konditionierung eines schadhaften Brennstoffzellenstapels ihren Anfang nimmt. Mithin vermeidet das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren eine Veredelung von ursprünglich schadhaften Brennstoffzellenstapeln, so dass Aufwand und Kosten eingespart werden. Je früher in der Fertigungs- beziehungsweise Konditionierungskette eines Brennstoffzellenstapels ein schadhafter Brennstoffzellenstapel erreicht wird, desto ökonomischer können die dafür zur Verfügung stehenden Ressourcen bewirtschaftet werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird des Weiteren am zu überprüfenden Brennstoffzellenstapel auf der einlassseitigen Anode und der einlassseitigen Kathode ein konstanter Zufluss eines Gases beziehungsweise eines Gasgemischs eingestellt, wodurch sich in den einzelnen Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels ein definiertes und konstantes Zellspannungsniveau einstellt. Nachdem die einzelnen Zellspannungen eingeregelt sind, wird bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren der einlassseitige Anodendruck auf einen maximal zulässigen Differenzdruck zwischen Anode und Kathode, der besonders bevorzugt in der Größenordnung von 0,5 bar liegt, erhöht. Eine intakte Zelle reagiert auf einen derartigen Druck zwischen Anode und Kathode mit einer Spannungserhöhung aufgrund des erhöhten Niveaus des Partialdrucks, wohingegen eine schadhafte Brennstoffzelle einen starken Abfall der Zellspannung beziehungsweise deren Stagnieren aufgrund eines übermäßigen Gasaustauschs anzeigt.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zeichnet sich gegenüber den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Prüfverfahren durch eine wesentlich höhere Robustheit aus. Ferner können schadhafte Brennstoffzellenstapel schneller ermittelt und aus weiteren Produktionsschritten entfernt werden.
Mit einer auf der Anodenseite erfolgenden Druckerhöhung geht eine sofortige Reaktion der Zellspannungen der Brennstoffzellen einher. Im weiteren zeitlichen Verlauf klingen die Zellspannungen dann ab. Welchen Verlauf der Einbruch der einzelnen Zellspannungen nimmt, ist ebenfalls für eine Membranlocherkennung typisch und in vorteilhafter Weise mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zu beobachten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

1 ein sich einstellendes Abklingverhalten der einzelnen Brennstoffzellen innerhalb des Brennstoffzellenstapels,
2 Volumenströme von Gasen, insbesondere H₂, Luft und eine anodenseitige Stickstoffzuführung, aufgetragen über die Zeitachse,
3 sich in einem Brennstoffzellenstapel mit mehreren Brennstoffzellen einstellende Spannungsverläufe vor und nach einer anodenseitigen Druckerhöhung,
4 eine Darstellung eines Kurzschlusserkennungsfensters sowie eines Undichtigkeitserkennungsfensters,
4.1 eine vergrößerte Darstellung eines Kurzschlussverhaltens und
4.2 charakteristische Zellspannungsverläufe mit charakteristischen Kurzschlussspannungsverläufen.

Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
Den Darstellungen gemäß den 1 und 2 sind Zellspannungsverläufe 22 sowie ein Volumenstromverlauf bei der Qualitätsüberprüfung einer Brennstoffzelle, aufgetragen über eine Zeitachse 12 zu entnehmen. Bei einem Qualitätsprüfungsverfahren der Brennstoffzelle kann beispielsweise nach Aufbringen eines anodenseitigen H₂/N₂-Gasgemischs in dauerhafter Zufuhr oder als H₂/N₂-Anodenpuls 30 der Zellspannungsverlauf 22 gemäß 1 beobachtet werden. Im Brennstoffzellenstapel stellt sich ein Zellspannungsverlauf 22 gemäß 1 ein, aufgetragen über die Zeitachse 12. Nach dem Aufbringen entweder eines H₂/N₂-Gasgemischs in im Wesentlichen konstanter Gaszufuhr oder in Gestalt des Aufbringens eines H₂/N₂-Anodenpulses 30 an der einlassseitigen Anode gemäß der Darstellung in 2 erfolgt ein erster Spannungssprung 24 gemäß der Darstellung in 1 nach ca. einer Minute. Ausgehend von dem nach dem ersten Spannungssprung 24 erreichten Spannungsniveau stellt sich im Laufe der Zeit, etwa nach mehreren Sekunden, ein charakteristisches Abklingverhalten 26 der Spannung des Brennstoffzellenstapels ein. Dies ist in der Darstellung gemäß 1 an den charakteristisch nahezu gleichmäßig verlaufenden Spannungsverlaufskurven zu ersehen. Erfolgt gemäß 2 eine plötzliche Wasserstoffzufuhr (vgl. Sprung H₂ 40), so tritt ein zweiter Spannungssprung 28 ein.
2 zeigt, dass neben dem hier beispielsweise aufgebrachten H₂/N₂-Anodenpuls 30 ein relativ großer Volumenstrom 32 an Luft 34 zugeführt wird. Anstelle des hier aufgebrachten H₂/N₂-Anodenpulses 30 kann das H₂/N₂-Gasgemisch auch konstant zugeführt werden. Die Zuführung eines relativ großen Volumenstroms 32 an Luft 34 ist optional und erfolgt nur auf der Kathodenseite.
Der Volumenstrom 32 an Luft 34 kann parallel zu den Verfahrensschritten a) und b) erfolgen. Mit dem zweiten Spannungssprung 28 gemäß der Darstellung in 1 stellt sich eine Steigerung des H₂-Stroms als Sprung 40 ein; ebenso kommt es zu einer sprungartig ansteigenden Luftströmung, wobei die genannten Strömungen in Plateaus 42, 44 übergehen.
3 ist zu entnehmen, dass über die Zeitachse 12 die Zellspannungsverläufe 22 mehrerer in einem Brennstoffzellenstapel enthaltener Brennstoffzellen aufgetragen sind. Bis zum Erreichen eines Druckerhöhungszeitpunkts 46 erstrecken sich die Zellspannungsverläufe 22 der Zellspannungen der einzelnen Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels als konstante Zellspannungsverläufe 50 auf unterschiedlichen Niveaus. Zum Druckerhöhungszeitpunkt 46 ändert sich dies. Während intakte Zellen auf die zum Druckerhöhungszeitpunkt 46 einsetzende Druckerhöhung um Δp mit einer geringfügigen Spannungserhöhung aufgrund eines erhöhten Partialdrucks reagieren, kommt es bei nicht-intakten oder beschädigten Brennstoffzellen innerhalb des Brennstoffzellenstapels zu Spannungsabfällen 48, wie sie jenseits des Druckerhöhungszeitpunkts 46 in 3 dargestellt sind.
4 zeigt, aufgetragen über die Zeitachse 12, den Zellspannungsverlauf 22 sowie einen Druckverlauf 80 am Brennstoffzellenstapel, der besagtem Qualitätsüberprüfungstest unterzogen wird. Aus der Darstellung gemäß 4 ergibt sich, dass entlang der Zeitachsen 12 ein Kurzschlusserkennungsfenster 60 und ein sich an dieses anschließendes Membranlocherkennungsfenster 62 vorliegen. An das Membranlocherkennungsfenster 62 schließt sich ein informationsfreier Bereich 64 an. Nach einer Spannungserhöhung gemäß einem ersten Spannungssprung 24, wie dieser in 1 dargestellt ist, zu Beginn des Kurzschlusserkennungsfensters 60, steigt die Spannung gemäß dem Zellspannungsverlauf 22 sprunghaft an. Zu einem Kurzschlusszeitpunkt 68 stellen sich entweder charakteristische Abklingkurvenverläufe 74 für die in 1 dargestellten charakteristischen Abklingverhalten der Spannung 26 bei intakten Zellen ein oder - im Falle einer defekten Zelle - für diese ein Kurzschlussspannungsverlauf 72. In 4.1 ist ein Kurzschlussspannungsverlauf 72 aufgetragen, der dadurch charakterisiert ist, dass der Kurzschlussspannungsverlauf 72 eine wesentlich stärkere Abnahme der Spannung aufweist und unterhalb eines Mindestspannungsniveaus 66 verläuft, auf dem eine Mindestspannung U_min herrscht. Demgegenüber erstrecken sich die charakteristischen Abklingkurvenverläufe 74 oberhalb der Mindestspannung U_min (vgl. Position 66 in 4.1). Sind im Rahmen der in 4 dargestellten charakteristischen Abklingkurvenverläufe 74 Kurzschlussspannungsverläufe 72 gemäß 4.1 zu beobachten, so deuten derartige Kurzschlussspannungsverläufe 72 auf einen Kurzschluss innerhalb des mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens geprüften Brennstoffzellenstapels hin.
Im Anschluss an das Kurzschlusserkennungsfenster 60 an der Zeitachse 12, d. h. mit zunehmender Testdauer, erfolgt eine anodeneinlassseitige Druckerhöhung 82 (vgl. 4). Der Druck auf der Anodenseite steigt gemäß der Darstellung in 4 um etwa 0,5 bar an, so dass sich im Brennstoffzellenstapel zwischen der Anode und der Kathode eine Druckdifferenz Δp von ca. 0,5 bar einstellt. In der Darstellung gemäß 4 sind darüber hinaus ein auslassseitiger Anodendruckverlauf 84, ein einlassseitiger Kathodendruckverlauf 86 sowie ein auslassseitiger Kathodendruckverlauf 88 dargestellt. Während der einlassseitige Kathodendruckverlauf 86 sowie der auslassseitige Kathodendruckverlauf 88 wenig aussagekräftig sind, lässt sich bei Auftreten der in 4.2 dargestellten Zellspannungseinbrüche 78, die in signifikanter Weise von den charakteristischen Abklingkurvenverläufen 74 abweichen, auf eine oder mehrere Undichtigkeiten einzelner Brennstoffzellen im Rahmen des geprüften Brennstoffzellenstapels schließen. In der Darstellung gemäß 4.2 kommt es zu relativ schnell erfolgenden Zellspannungseinbrüchen 78, die auf ein H₂-Überströmen schließen lassen, was wiederum auf Undichtigkeiten in den Komponenten einzelner Brennstoffzellen innerhalb des geprüften Brennstoffzellenstapels schließen lässt. Dies wird mithin innerhalb eines Membranlocherkennungsfensters 62 ermittelt.
Während die initiale H₂/N₂-Anodenzufuhr ca. 25 Sekunden dauern kann, wobei gleichzeitig eine Überwachung der Zellmindestspannung 66 U_min erfolgt (vgl. Pulsdauer 90 gemäß 4), erfolgt ein Druckaufbau, d. h. die Erhöhung des einlassseitigen Anodendrucks 82 über 60 Sekunden und eine Bewertung, d. h. eine sich an diese Anodendruckerhöhung anschließende Evaluierung sich einstellender charakteristischer Abklingkurvenverläufe 74 innerhalb eines Zeitraums von ca. 30 bis 120 Sekunden. Durch die Erhöhung des einlassseitigen Anodendrucks 82 um ca. 0,5 bar können sowohl die Auflösung als auch die Dauer des Tests, d. h. des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Prüfverfahrens optimiert werden. Durch besagtes Erzeugen des Differenzdrucks Δp zwischen Kathode und Anode kann eine sichere Erkennung von Undichtigkeiten innerhalb des geprüften Brennstoffzellenstapels ermöglicht werden.
Die vorstehend erwähnte initiale H₂/N₂-Anodengaszufuhr kann entweder als ein H₂/N₂-Anodenpuls 30 ausgestaltet sein und einige Sekunden andauern, oder alternativ besteht die Möglichkeit, die initiale H₂/N₂-Anodengaszufuhr auch mittels einer konstanten Beaufschlagung auf der Anodenseite mit besagtem Gasgemisch vorzunehmen.
Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren können aufgetretene Undichtigkeiten innerhalb eines Brennstoffzellenstapels durch zwei Signale detektiert werden, nämlich einen Spannungsanstieg an der einlassseitigen Anode und einen charakteristischen Spannungsabfall nach Abschalten der Gaszufuhr. Nach dem Aufbau des Drucks, insbesondere des Differenzdrucks Δp, kann ein Schließen sämtlicher Gasflüsse erfolgen; unmittelbar danach können die einlass- und auslassseitigen Anodenventile geschlossen werden. Dies ist jedoch in das Belieben des Fachmanns gestellt; in jedem Fall sollte ein Kathodenfluss deaktiviert sein, beispielsweise über geschlossene Ventile. Der Anodenzufluss kann in diesem Fall, muss jedoch nicht zwingend deaktiviert werden. Die sich einstellenden Zellspannungsverläufe 22 fallen nun definiert ab, insbesondere lassen sich charakteristische Abklingkurvenverläufe 74 ermitteln sowie auch Spannungseinbrüche 78, die auf Undichtigkeiten hindeuten.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Verfahren zur Qualitätsprüfung einer Brennstoffzelle, insbesondere eines Brennstoffzellenstapels mit mehreren Brennstoffzellen mit nachfolgenden Verfahrensschritten: a) Beaufschlagen des Brennstoffzellenstapels mit einem anodenseitig aufgebrachten Gasgemisch, insbesondere einem H₂/N₂-Gasgemisch, b) Überwachung der einzelnen Brennstoffzellen auf charakteristische Abklingkurvenverläufe (74) der Zellspannungen und/oder Kurzschlüsse anzeigende Kurzschlussspannungsverläufe (72); c) nach Durchführung der Verfahrensschritte a) und b) erfolgt eine Erhöhung eines einlassseitigen Anodendrucks (82) nach dem Einregeln der Zellspannungsverläufe (22) der einzelnen Brennstoffzellen; d) während des Druckaufbaus beziehungsweise mit Erreichen des erhöhten einlassseitigen Anodendrucks (82) erfolgt eine Überwachung der einzelnen Brennstoffzellen auf charakteristische Zellspannungsverläufe zur Detektion von Undichtigkeiten aufgrund des gemäß Verfahrensschritts c) erhöhten einlassseitigen Anodendrucks (82).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im weiteren zeitlichen Verlauf die Ermittlung eines Abklingverhaltens von Zellspannungsverläufen (22) einzelner Brennstoffzellen des gemäß Verfahrensschritt a) beaufschlagten Brennstoffzellenstapels vorgenommen wird.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt b) die Ermittlung der charakteristischen Abklingkurvenverläufe (74) der Zellspannungen nach dem Erreichen von OCV-Einzelzellspannungen (Open Circuit Voltage = Leerlaufspannung) erfolgt.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem von charakteristischen Spannungsverläufen abweichenden, vergleichsweise schnellen Abfallen eines Zellspannungsverlaufs (22) einer Brennstoffzelle auf eine Undichtigkeit an der Brennstoffzelle geschlossen wird.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt c) an der Anode und der Kathode im Wesentlichen konstante Gasflüsse/Gasgemischflüsse eingestellt werden, die definierte und im Wesentlichen konstante Zellspannungsverläufe (50) erzeugen.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt e) ein einlassseitiger Anodendruck (82) auf einen Differenzdruck zwischen Anode und Kathode erhöht wird.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt e) die Erhöhung des einlassseitigen Anodendrucks (82) im Bereich zwischen 0,1 bar und 1 bar, vorzugsweise 0,3 bar bis 0,8 bar und besonders bevorzugt bei etwa 0,5 bar liegt.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine intakte Brennstoffzelle auf die einlassseitige Anodendruckerhöhung (82) mit einer Spannungserhöhung reagiert, während bei einer defekten Brennstoffzelle die Zellspannung stagniert oder Spannungsabfälle (48) auftreten.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) bei Erhöhung des einlassseitigen Anodendrucks (82) und nach Ausschalten des Gas- beziehungsweise Gasgemischflusses eine intakte Zelle eine Spannungserhöhung aufgrund eines höheren Partialdrucks annimmt und eine fehlerbehaftete Zelle eine Stagnation oder abfallende Zellspannung aufgrund einer Undichtigkeit aufweist.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten einer Mindestzellspannung (66) U_min < 0,8 V auf einen Kurzschluss geschlossen wird und ein Prüflaufabbruch durchgeführt wird.
Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, zur Überprüfung von PEM-Brennstoffzellen und/oder eines aus PEM-Brennstoffzellen aufgebauten Brennstoffzellenstapels.