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Enhanced photoelectrochemical performance of NaNbO3 nanofibers photoanode coupled with visible-light active g-C3N4 nanosheets for water splitting

DOI:10.1088/1361-6528/ab59a1 期刊:Nanotechnology 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: Sodium niobate nanofibers (NaNbO3-NF) have been synthesized by hydrothermal technique and further coupled with visible light responsive graphitic carbon nitride (g-C3N4) nanosheets in the different concentration ratio of 2:1 (2-CN), 4:1 (4-CN) and 8:1 (8-CN). A significant improvement in the photoelectrochemical (PEC) performance of g-C3N4/NaNbO3-NF (4-CN) nanostructured photoanode as compared to bare NaNbO3 photoanode is observed. A current density of 12.55 mA cm?2 at 1 V with respect to Ag/AgCl reference electrode is achieved for g-C3N4/NaNbO3-NF (4-CN) photoanode which is ~3 times higher than the NaNbO3-NF photoanode. Also, as compared to NaNbO3-NF, g-C3N4/NaNbO3-NF (4-CN) nanocomposite photoanode showed ~3 times improvement in the incident photon-to-current conversion efficiency. The improvement in the PEC performance of visible light active g-C3N4/NaNbO3-NF (4-CN) nanocomposite is attributed to the improved photoresponse of NaNbO3-NF due to the coupling of g-C3N4 and formation of type-II heterojunction between them leading to the enhanced separation of the photogenerated charge carriers. A possible reaction mechanism for the improved photoelectrochemical water splitting performance has been proposed for g-C3N4/NaNbO3-NF (4-CN) photoanode.
作者: Dheeraj Kumar,Surbhi Sharma,Neeraj Khare
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Investigating the enhanced photoelectrochemical performance of NaNbO3 nanofibers photoanode coupled with visible-light active g-C3N4 nanosheets for water splitting.

The g-C3N4/NaNbO3-NF (4-CN) nanocomposite photoanode exhibited a significant improvement in PEC performance, with a current density of 12.55 mA cm?2 at 1 V vs. Ag/AgCl, which is ~3 times higher than the bare NaNbO3-NF photoanode. The enhanced performance is attributed to the improved photoresponse due to the coupling of g-C3N4 and the formation of a type-II heterojunction, leading to efficient separation of photogenerated charge carriers.

The study focuses on the enhancement of PEC performance through the coupling of g-C3N4 with NaNbO3-NF but does not explore the long-term stability under operational conditions or the scalability of the synthesis process.

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