直接甲醇燃料电池是聚合物电池，其工作原理是：在阳极区域，阳极活性材料甲醇水溶液均匀分布在阳极流场板中，通过阳极扩散层扩散并进入阳极催化层（即，阳极电）化学活性反应区）在碳载铂 - 钌电催化剂的作用下经历电化学氧化反应，以产生质子，电子和二氧化碳。
产生的质子通过全氟磺酸膜聚合物电解质迁移到阴极，电子通过外部电路转移到阴极，并且在酸性电解质的帮助下从阳极出口排出二氧化碳。
阴极区，正极活性物质氧或空气均匀分布在阴极流场板中后，通过阴极扩散层扩散，进入阴极催化层（即阴离子电化学活性反应区），经历在碳载铂 - 钌电催化剂的作用下，质子从阳极迁移的电化学还原反应与反应形成水。
废气从阴极出口排出。
电极反应如下：阳极反应：CH3OH + H2O→CO2 + 6H ++ 6e;阴极反应：3/2O2 + 6H ++ 6e→3H2O;总反应：CH 3 OH + 3 / 2O2→CO 2 + 3H 2 O.与二次电池不同，微型直接甲醇燃料电池，只要它们保持连续供应的甲醇燃料和氧化剂，就通过外部电路从阳极到阴极产生连续的电能以产生电能。
直接甲醇燃料电池的特征是：1）高能量转换效率，高达60％至80％，不受“卡诺循环”的影响; 2）环境保护。
燃料电池产品主要是水和少量二氧化碳，噪音小; 3）比能量高。
直接质量甲醇燃料电池质量比能量和体积比能量分别达到6000Wh / kg和4800Wh / L，远远高于电池的比能量。
直接甲醇燃料电池具有能量转换效率高，可靠性高，能量比高，清洁，易启动，无噪音，低辐射，隐蔽性强，模块化结构，灵活方便，水，电，热源，等优势。
1.阳极催化甲醇电催化剂。
通常，阳极催化开始于约0.4V。
在商业上使用的PtRu / C催化剂，存在0.2~0.4V的过电位，特别是在高电流的情况下。
潜力更高。
2.阴极氧还原催化剂，使用Pt / C催化剂，初始电位约为0.9V，并且存在0.3~0.6V的过电位。
催化活性也大大提高。
3.膜是质子交换膜，其质子交换能力也影响效率。
此外，甲醇的渗透性也影响催化作用。
（甲醇通过膜到达阴极，混合电位影响效率）。
中国在直接甲醇燃料电池研究方面起步较晚。
中国科学院大连化学物理研究所推出了用于小型风扇，PDA，玩具车和手机的直接甲醇燃料电池的原型演示。
该研究所还使用物理气相沉积在硅晶片的表面上沉积金属复合层作为集电器，这有效地降低了MEMS微型燃料电池的内阻。
清华大学微电子研究所对多孔硅基MEMS微燃料电池进行了深入研究。
中国科学院上海微系统与信息技术研究所在微电池的电池结构，封装和系统集成研究方面也取得了很好的进展。
虽然直接甲醇燃料电池最有可能补充和取代目前广泛使用的电池，但仍存在许多问题：1）从技术上讲，催化剂的低活性和甲醇的渗透有两个关键的技术问题，阻碍微观直接甲醇燃料电池。
开发和应用，特别是甲醇阳极催化剂在低温条件下的性能有待提高; 2）在制造过程中，直接甲醇燃料电池的发展趋势是小型化，集成化和高能量化。
但是，由于目前燃料电池的产业化，各种电池组件的加工有时不能满足设计精度要求，甚至不能大规模加工。
同时，电池的小型化和集成将不可避免地导致比能量的降低，这与增加电池的比功率密度相矛盾。
3）就成本而言，直接甲醇燃料电池所需的催化剂，电解质膜和板等材料价格昂贵，制备和加工成本高。
因此，为了商业化并与直接甲醇燃料电池竞争，有必要降低电池生产成本，甚至降低目前使用的电池的价格。
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