与其他燃料电池相比，尽管DMFC的优势明显，但其发展却比其他燃料电池缓慢，主要原因有如下四个方面：

一是寻求高效的催化剂，提高DMFC的效率。由于甲醇的电化学活性比氢至少低3个数量级，因而直接甲醇燃料电池需要解决的关键技术之一是寻求高效的甲醇阳极电催化氧化的电催化剂，提高甲醇阳极氧化的速度，减少阳极的极化损失，使交换电流密度至少应大于10^-5A·cm^-2。

二是阻止甲醇及中间产物(如CO等)使催化剂中毒。由于甲醇在阳极氧化过程中所生成的中间产物(类似CO的中间产物)会使铂中毒，故直接甲醇燃料电池大都使用具有一定抗CO中毒性能的铂-钌催化剂。为了提高甲醇阳极氧化的速度，开发中的有铂-钉或其他贵金属与过渡金属等所构成的多元电催化剂，新的催化剂应使电池运行千小时的电压降少于10mV。

三是防止甲醇从阳极向阴极转移。直接甲醇燃料电池阳极的甲醇可通过离子交换膜向阴极渗透，在氢氧质子交换膜燃料电池中广泛采用的Nation膜具有较高的甲醇渗透率。甲醇通过离子交换膜向阴极的渗透，不但会降低甲醇的利用率，还会造成氧电极极化的大幅度增加，降低直接甲醇燃料电池的性能。因此，开发能够大幅度降低甲醇渗透率的质子交换膜是十分迫切。

四是寻找对甲醇呈惰性的阴极氧还原催化剂，减少渗透到阴极的甲醇造成氧电机的极化。