이중층 막 전극 어셈블리(d-MEA)가 고분자 전해질 막 연료전지(PEMFC)의 성능에 미치는 영향을 다음의 특성평가 기법을 사용하여 조사하였다: 단일 셀 성능 시험, 전기화학 임피던스 분광법(EIS), 순환전압전류법(CV). 이중층 막 전극 어셈블리(d-MEA)를 적용한 PEMFC가 일반적인 단층 막 전극 어셈블리(m-MEA)를 적용한 경우보다 더 우수한 셀 성능을 보인다는 것이 확인되었다. 특히, 내부층이 다중벽 탄소나노튜브(MWCNTs)로 구성된 d-MEA가 연료전지 성능이 가장 우수하였다. 이는 CV 및 EIS 시험에서 관찰된 바와 같이 MWCNTs를 포함한 d-MEA가 가장 높은 전기화학적 표면적과 가장 낮은 활성화 분극을 나타내기 때문이며, 그 결과 성능이 향상된 것으로 판단된다.