直接甲醇燃料電池的工作原理與質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理基本相同。不同之處在于直接甲醇燃料電池的燃料為甲醇(氣態(tài)或液態(tài))，氧化劑仍為空氣和純氧。直接甲醇燃料電池的工作原理如圖1《DMFC原理圖》所示。其陽極和陰極催化劑分別為Pt-Ru/C(或Pt-Ru黑)和Pt-C。其電極反應(yīng)為

　　陽極：CH3OH+H2O→CO2+6H++6e-

　　陰極：1.5O2+6e-+6H+→3H2O

　　電池的總反應(yīng)為CH3OH+1.5O2→2H2O+CO2

　　通過熱力學(xué)關(guān)系和熱力學(xué)數(shù)據(jù)，可得到DMFC在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論開路電壓(可逆電動(dòng)勢)為：

　　E0=-△G0/nF=-(-702450)/(6×96500)=1.213V

　　對(duì)于DMFC理論轉(zhuǎn)換效率，由熱力學(xué)數(shù)據(jù)可得η=△G÷△H=-702450÷(-26550)=96.68%

　　實(shí)際上由于電池內(nèi)阻的存在和電極工作時(shí)極化現(xiàn)象的產(chǎn)生，特別是甲醇有較高的氧化過電位，使得電池實(shí)際效率和比能量大大降低。