اکسید تانتالیوم (Ta2O5) یک نیمه رسانای باند پهن معمولی است.

در سال‌های اخیر، اکسید تانتالیوم کاربردهای زیادی در مواد الکترود برای دستگاه‌های ذخیره انرژی مانند باتری‌های لیتیوم یون، باتری‌های سدیم یون و خازن‌های فوق‌العاده دارد.

مطالعات نشان داده است که ماده کاتالیست کامپوزیت اکسید تانتالیوم / اکسید گرافن احیا شده به یکی از کاتالیزورهای کاتدی بسیار امیدوارکننده برای باتری های لیتیوم-هوا تبدیل خواهد شد. اکسید تانتالیوم و مواد کربن پس از فرآیند آسیاب گلوله ای، هدایت الکتریکی و ایمنی مواد آند را بهبود می بخشد. این عملکرد همچنین دارای ویژگی های ظرفیت برگشت پذیر الکتروشیمیایی بالای مواد الکترود است و انتظار می رود به نسل جدیدی از مواد الکترود منفی باتری یون لیتیوم با ظرفیت بالا تبدیل شود.

اکسید تانتالیوم خاصیت فوتوکاتالیستی دارد و استفاده از کاتالیزورهای کمکی یا کاتالیزورهای مرکب می تواند فعالیت فوتوکاتالیستی آن را بهبود بخشد.