Поради богатите кислородсъдържащи функционални групи и висока реактивност, графеновият оксид може да отговори на нуждите от по-активни места и добра междинна съвместимост в области на приложение като катализа, нанокомпозити и съхранение на енергия.

Проучванията установяват, че GO показва добра производителност на цикъла, когато се използва като електроден материал в Na-йонни батерии. H и O атомите в графеновия оксид могат ефективно да предотвратят повторното подреждане на листовете, като правят разстоянието между листовете достатъчно голямо, за да позволят бързо интеркалиране и извличане на натриеви йони. Използва се като отрицателен електроден материал на натриево-йонната батерия и е установено, че времето за зареждане и разреждане може да надхвърли 1000 пъти в някакъв вид електролит.