Nafion膜具有良好的质子电导率、耐酸碱性、化学稳定性、机械强度和使用寿命。然而，由于甲醇从阳极至阴极的渗透率较大，会降低电池性能和燃料利用率。为了解决DMFC甲醇渗透的问题.从电解质的角度考虑，有两种解决方案，一是对Nafion膜进行改性，二是开发具有低甲醇渗透率的新型膜。
甲醇在Nation膜中主要通过亲水区进行扩散，改变Nafion膜中亲水区内微孔的形态可有效地抑制甲醇渗透。在Nafion膜中掺杂适量Cs离子会明显降低Nafion膜中甲醇的渗透率。Cs相对质子来说，水合能较低、亲水性较弱。因此，在Nafion膜中用Cs‘部分替代H‘可降低膜中含水量，从而减少膜中亲水区的大小，达到控制甲醇渗透的目的。在Nafion膜中掺杂无机酸性材料，如SiO2, A120，Zr(HPO,)等，可降低甲醇的渗透率，并提高膜在高温下离子导电性和稳定性。
新型电解质膜材料的开发一直是电解质膜研究的一个热点。Du Pont公司研制了至少由两层不同当量值的树脂制备的复合膜，高当量值的一层甲醇渗透率低、质子导电率低，在DMFC阳极一侧。低当量值的一层甲醇渗透率高、质子导电率高在阴极一侧。使用该复合膜的DMFC电流效率得到显著提高。聚苯并咪哇(PBI )磺化后附加在Nafion膜上制成的复合膜，既保持较高的电导率，又降低甲醇渗透率。聚醚醚酮(PEEK),聚醚矾(PES)、聚矾(PS)、聚酸亚胺(P[)和聚磷睛(POP)等具有良好的热稳定性和机械强度的聚合物，通过磺化引入磺酸根基团，也可用做DMFC的电解质膜。