Рассматривается возможность использования релаксационного отклика на скачкообразное изменение тока для решения задач оперативного контроля водородных твердополимерных топливных элементов. Установлено, что характер данного отклика с достаточной точностью аппроксимируется моделью, включающей три экспоненциальные составляющие. Представлены результаты экспериментального исследования эквивалентной модельной системы и реального топливного элемента, подтверждающие эффективность применения предложенного метода релаксационного контроля. Экспериментально подтверждено, что медленная экспоненциальная составляющая предложенной модели позволяет обнаруживать дефицит водорода в мембранно-электродном блоке топливного элемента.