En este trabajo se presenta una metodología de diagnóstico de fallos basada en modelos para sistemas de generación de energía basados en pilas de combustible. La novedad de la metodología se basa en la caracterización de la sensibilidad relativa entre residuos. Para ejemplificar los resultados de dicha metodología se ha utilizado un modelo no lineal propuesto en la literatura y se han incluido en el mismo un conjunto de escenarios de fallos frecuentes en este tipo de sistemas. Finalmente, el trabajo presenta los resultados de diagnóstico para algunos de estos escenarios.