Der Klimawandel mit all seinen Folgen, sowie die begrenzte Verfügbarkeit von fossilen Brennstoffen ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Um diese Hürde zu überwinden, ist ein Umstieg auf erneuerbare Energiequellen unausweichlich. Den aktuellen weltweiten politischen Strategien folgend, wird hierbei grüner Wasserstoff eine entscheidende Rolle einnehmen. Dieser kann entweder direkt als Brennstoff eingesetzt werden, der bei Verbrennung keine Emissionen freisetzt, oder kann als langfristiger Energiespeicher genutzt werden. Um Wasserstoff als Energiespeicher nutzen zu können, werden zwei Schlüsseltechnologien benötigt: Wasserelektrolyse, die es ermöglicht aus erneuerbarem Strom Wasserstoff herzustellen, sowie Brennstoffzellen, mit denen der Wasserstoff bei Bedarf rückverstromt werden kann. Hinsichtlich der Brennstoffzellentechnologie erweist sich insbesondere die Polymerelektrolytmembranbrennstoffzelle (engl. polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC) als vielversprechend. Die PEMFC besitzt eine hohe Leistungsdichte und eine hohe elektrische Effizienz. Durch die niedrige Betriebstemperatur kann sie schnell gestartet und abgeschaltet werden und ist dadurch sehr flexibel einsetzbar. Eine verbleibende Hürde für eine weitreichende Kommerzialisierung der Brennstoffzelle ist der hoher Preis der eingesetzten Platin Katalysatoren zusammen mit der trägen Kinetik der kathodischen Sauerstoffreduktionsreaktion (engl. oxygen reduction reaction, ORR). Daher liegt ein Fokus der aktuellen Forschung und Entwicklung an PEMFCs auf der Entwicklung von effizienteren und aktiveren Katalysatoren für die ORR. Problematisch hierbei ist, dass vielversprechende Katalysatoraktivitäten, die unter idealisierten Laborbedingungen mit Hilfe der rotierenden Scheibenelektrode (engl. rotating disk electrode, RDE) gemessen werden, kaum auf reale Katalysatorschichten in Membran-Elektroden Einheiten (engl. membrane electrode assembly, MEA) übertragen werden können. Als Lösung für dieses Problem der limitierten Aussagekraft von Standard-Laboruntersuchungen der ORR Aktivität, wird daher in dieser Arbeit ein Gasdiffusionselektroden (engl. gas diffusion electrode, GDE) Halbzellenaufbau präsentiert. Im Gegensatz zu RDE Messungen, in denen der Katalysator auf eine feste Elektrode aufgetragen und in einen flüssigen Elektrolyten getaucht wird, verwendet dieser Ansatz eine poröse Gasdiffusionsschicht, wie sie auch in der MEA eingesetzt wird, als Elektrodensubstrat. Auf diesem Wege kann gasförmiger Sauerstoff direkt an die Katalysatorschicht transportiert werden und Stofftransportlimitierungen werden vermieden. Die Anforderungen an den GDE Aufbau sind hierbei die Vorteile der RDE wie Einfachheit, kurze Messdauer und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse mit der Möglichkeit zu vereinen, den kompletten Strom und Potentialbereich einer MEA abzudecken. Hierfür wird in der vorliegenden Arbeit ein Aufbau unter Verwendung einer kommerziellen Halbzelle präsentiert. Im ersten Schritt werden für die GDE Charakterisierung Methoden für die Elektrodenpräparation und geeignete Messprotokolle vorgeschlagen. Außerdem werden kritische Faktoren in der GDE Analyse, wie eine Erhitzung des Elektrolyten während der Messung und eine verfälschte iR Korrektur identifiziert, und entsprechende Handlungsvorschläge gegeben, um das Auftreten dieser Probleme zu verhindern. Ein wichtiger Schritt dieser Arbeit ist außerdem die Entwicklung der Methode zu höheren geometrischen Stromdichten, um den gesamten Strombereich einer PEMFC abdecken zu können. Hierfür werden verschiedene Maßnahmen präsentiert, um den möglichen Strommessbereich während der GDE Charakterisierung zu maximieren. Außerdem wird individuell und unabhängig voneinander gezeigt, welchen Effekt die einzelnen Maßnahmen auf den maximal erreichbaren Strom haben. Auf dieser Basis können abschließend in dieser Arbeit zwei Modellkatalysatoren vergleichend in der GDE und in der MEA hinsichtlich ihrer ORR Aktivität charakterisiert werden. Dabei kann gezeigt werden, dass die verschiedene Umgebung des Katalysators in beiden Methoden zu unterschiedlichen Trends in der katalytischen Aktivität führen kann. Während bei der GDE Charakterisierung in dieser Arbeit der Katalysator in direktem Kontakt zum flüssig sauren Elektrolyten ist, der die Protonen für die Reaktion bereitstellt, ist der Katalysator in der MEA in Kontakt zu einer festen Ionomermembran. Einerseits kann gezeigt werden, dass trotz dieser unterschiedlichen Katalysatorumgebung Trends in der katalytischen Aktivität, die auf Unterschiede im Sauerstofftransport zurückzuführen sind, in der GDE richtig für die MEA wiedergegeben werden können. Die GDE zeigt sich hierbei insbesondere überlegen gegenüber der RDE, die Trends in der katalytischen Aktivität im Hochstrombereich nicht untersuchen kann. Allerdings können auf der anderen Seite Trends, die auf den Protonentransport und unterschiedliche Protonen-zugänglichkeit zurückzuführen sind in der GDE nicht richtig für die MEA wiedergegeben werden. Zusammenfassend vereint der GDE Aufbau, der in dieser Arbeit präsentiert wird, Vorteile der RDE Charakterisierung wie Einfachheit, kurze Messdauer und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sowie minimaler Materialverbrauch mit der Möglichkeit realistische Katalysatorschichten unter Strömen und Potentialen der industriellen Brennstoffzellenanwendung zu vermessen. Hervorzuheben ist hierbei insbesondere, dass GDE Testung mit der Katalysatorschicht in direktem Kontakt mit dem Flüssigelektrolyten verlässliche Aussagen über das Sauerstofftransportverhalten im Hochstrombereich ermöglicht. Allerdings zeigt diese Arbeit auch auf, dass elektrochemische Halbzellen mit dem Katalysator in direktem Kontakt mit dem wässrigen Elektrolyten nicht alle Phänomene und Prozesse, die in einer realen MEA ablaufen, richtig wiederspiegeln können. Durch den direkten Kontakt von Katalysatorschicht mit dem flüssigen Elektrolyten, der in einer partiellen Flutung der Katalysatorschicht resultiert, können Faktoren wie trockene Betriebsbedingungen, sowie die Protonenzugänglichkeit und der Einfluss des Ionomer auf diese weniger gut beschrieben werden. Hierfür ist es Aufgabe der zukünftigen Forschung zu untersuchen, ob feste Ionomermembranen, wie sie auch in MEAs verwendet werden, bei der GDE Testung zwischen Katalysatorschicht und Elektrolyt eingebracht werden können, ohne Vorteile wie technische Einfachheit und schnelle Charakterisierung zu verlieren. Basierend auf diesen Ergebnissen kann die vorliegende Arbeit Unterstützung bei der zukünftigen Anwendung von GDE Halbzellen in der Katalysatorentwicklung für die PEMFC leisten.