The family of (Sr,Mg)-doped $LaGaO_3$ compounds, which exhibit high ionic conductivity at 600-800℃ over a wide range of oxygen partial pressures, appears to be promising as the electrolyte for intermediate temperature solid oxide fuel cell. Conventional synthesis routes of (Sr,Mg)-doped $LaGaO_3$ compounds based on solid state reaction have some problems such as the formation impurity phases, long sintering time and Ga loss at high temperature. Especially, phase stability problems caused by additional phases at the grain boundaries are detrimental to the electrical conduction property of the electrolyte. From this point of view, we tried to synthesize pure single phase (Sr,Mg)-doped $LaGaO_3$ electrolyte at the stage of powder synthesis and relatively low heat-treatment temperature using novel synthesis route based on combustion method. The resultant nano particles were characterized by XRD, TG-DTA, SEM, TEM and AC impedance spectroscopy have been used to characterize the electrical transport properties of the electrolyte with the consideration of the contribution of the bulk lattice and grain boundary to the overall conductivity. Finally, relationship between synthesis condition and electrical properties of this electrolyte material was discussed with the consideration of phase analysis.
고체산화물 연료전지 전해질물질로서 스트론튬과 마그네슘이 도핑 된 $LaGaO_3$ 재료(LSGM)는 600-800도의 중 저온 영역과 넓은 산소분압영역에서 비교적 높은 이온전도도를 나타내고 있어 가장 주목 받고 있는 물질 중 하나이다. 하지만 일반적인 고상법으로 합성된 LSGM은 이차상의 생성, 긴 소결 시간, 높은 온도에서의 Ga 손실 등의 몇 가지 문제점이 보고 되고 있다. 특히, 입계 사이로 분리되는 이차상은 전자전도도의 상승을 가져옴에 따라 전해질 물질의 이온전도도 저하를 일으키는 문제를 야기한다. 이러한 관점에서 볼 때, 새로운 합성법을 이용한 단상 LSGM의 분말 합성 및 저온 소결이 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 새로운 합성공정을 통해 분말을 합성 및 소결하였으며 XRD, TG-DTA, SEM, 교류 임피던스로 특성 측정을 하였으며 최종적으로는 상분석을 통해 합성법과 전기전도도의 관계를 분석하였다.