Eine Brennstoffzelle dient zur elektrochemischen Wandlung von chemischer in elektrische Energie. Die Oxidation eines Brennstoff (hier Wasserstoff) und die Reduktion eines Oxidationsmittels (hier Luftsauerstoff) laufen in zwei räumlich voneinander getrennten Teilreaktionen ab.Ein wichtiger, leistungsbestimmender Faktor der Zellreaktion ist der Wassergehalt der Zelle. Um die Protonenleitfähigkeit der Membran zu gewährleisten muss sie einen gewissen Wassergehalt aufweisen. Kondensiertes Wasser in der Zelle wiederum darf die Katalysatorschicht nicht benetzen und dort den Gasaustausch unterbinden. Um Information über die Zellreaktion zu erhalten, werden Messmethoden, wie Steady State Voltametry, Impedanzspektroskopie und Stromdichtemessung ortsauflösend zur Anwendung gebracht. Dies findet unter Berücksichtigung der Parameter Feuchte, Temperatur, Druck und der Massenfluss der Reaktionsgase statt. Zur Auswertung der Messergebnisse werden theoretische Modelle entwickelt, um so innere Parameter wie Tafelsteigung und Austauschstromdichte der chemischen Reaktion, Diffusionsparameter der porösen Medien oder Wassergehalt der Membran im Betrieb quantifizieren zu können.