고상반응법을 이용하여 SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 1250°C 에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. XRD 분석을 통해 단일상의 페롭스카이트 구조를 확인하였다. 산소 분압 이 0.21 atm, 측정 온도가 800~950°C인 조건하에서 산소투과를 분석한 결과 온도가 증가할수록 산소투과량은 증가하였고, 950°C에서 1.839 mL/min⋅cm2로 최대값을 나타내었다. 니오븀(Nb)을 포함한 세라믹 분리막의 상안정성 및 이산화탄소 내성을 확인하기 위하여 900°C에서 이산화탄소가 500 ppm이 포함된 혼합공기를 이용하여 장기투과 실험을 수행하였다. 이산화탄소에 노출된 SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ의 상안정성은 XRD와 TG로 분석하였다. 분석 결과, 이산화탄소에 노출된 SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ 조 성의 경우 약 8%의 SrCO3가 생성되었으나, 이 수준의 SrCO3 생성량은 분리막의 산소투과도에 큰 영향을 주지 않는 것을 확 인하였다.

본 연구에서는 X-선 회절(XRD) 분석과 주사전자현미(SEM) 분석을 통해 이온세기, 온도, 그리고 결정성장시간과 같은 이화학적 조건들이 합성된 스트론티아나이트(SrCO3)의 물리적 특성에 미치는 영향을 밝혔다. XRD 분석결과, 모든 합성 시료들은 스트론티아나이트의 단일 광물인 것으로 나타났다. 배경전해질이온 NaNO3를 사용한 반응용액의 이온세기와 합성온도가 증가할 때, 합성된 스트론티아나이트의 결정도는 증가하는 것으로 나타났다. SEM을 이용하여 합성된 스트론티아나이트 결정의 크기와 형상을 규명한 결과, 결정크기는 이온세기와 온도가 증가할 때 증가하며, 결정형상은 막대 또는 수지상에서 점차 주상으로 변화되는 것이 관찰되었다. 결정성장시간에 대한 영향은 성장시간이 길어질수록 결정크기가 증가하고 막대 또는 주상 단일결정들의 집합체인 구형 결정형상이 관찰되었다. 이러한 결과들은 합성 시 스트론티아나이트의 결정도 및 결정형상이 결정 생성당시의 이화학적 조건에 크게 영향 받고 있음을 시사한다. 따라서 본 연구 결과는 다양한 조건에서 생성되는 스트론티아나이트 결정들의 물리적 특성들을 예측하는데 매우 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.