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화석연료의 연소로 인한 환경오염과 지구 온난화로 인하여, 21세기의 인류는 새로운 에너지 대체원을 찾는 데 주력하고 있다. 이러한 에너지원은 환경친화적이며 에너지 효율이 높아야 하는데, 연료전지가 하나의 대안이 될 수 있다. 1839년 윌리엄 그로브(William Grove)가 최초로 연료전지(fuel cell)를 만든 이후, 연료전지의 성능과 가격을 낮추기 위해, 많은 연구 개발이 있었다. 연료전지는, 연료의 연소를 통한 열기관으로부터 동력을 얻는 것이 아니라, 연료의 전기화학적 반응으로 통해, 연소반응과 동일한 반응물과 생성물의 반응을 하면서, 전기 에너지를 얻는 것이다. 이러한 연료전지는 열기관이 아니기 때문에, Carnot 효율이라는 열효율의 제한이 없이, 이론적으로는 에너지의 100% 전기에너지 전환이 가능하다. 직접메탄올 연료전지(direct methanol fuel cell, DMFC)는 다른 연료전지처럼 수소를 연료로 사용하는 것이 아니라 메탄올을 사용하며, 다른 연료전지와 비교하여 상대적으로 생산 전력이 낮은 편이다. 이런 특성은, 연료의 휴대성이 필요하면서도 소요전력이 상대적으로 작은, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등 휴대기기(portable device)의 전원으로서 매우 적합하다고 할 수 있다. 기존의 휴대기기 전원은 대부분 2차 전지인, 리튬 기반 배터리 (예: 리튬 또는 리튬-고분자 배터리)를 사용하고 있다. 이런 리튬 기반 배터리는, 충전 시 전력공급시설이 있어야 한다는 것과, 한 번 충전으로 사용가능한 전력이 상대적으로 작고 충전시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 반면에, DMFC는 메탄올을 채워 주거나, 카트리지를 교환만 하면, 충전이 되므로, 전력공급시설이 없는 오지에서의 사용이 가능하며, 충전시간도 몇 분만이 필요하다. 또한 에너지밀도(약 5,000Wh/L)도 리튬 기반 배터리(예: Li/C-CoO2  1500 Wh/L 이하)보다 높다. 본 보고서에서는 이렇게 차세대 휴대기기 에너지원으로서 잠재성이 높은 DMFC의 구조, 작동, 문제점 및 해결방안 등에 대해 알아 볼 것이다.