Runsaiden happea sisältävien funktionaalisten ryhmien ja korkean reaktiivisuuden ansiosta grafeenioksidi voi vastata aktiivisempien kohtien tarpeisiin ja hyvän rajapintojen yhteensopivuuden sovellusaloilla, kuten katalyysissä, nanokomposiiteissa ja energian varastoinnissa.

Tutkimuksissa havaittiin, että GO:lla on hyvä syklisuorituskyky, kun sitä käytetään elektrodimateriaalina Na-ioni-akuissa. Grafeenioksidin H- ja O-atomit voivat tehokkaasti estää arkkien pinoamisen uudelleen, jolloin arkkien välit ovat riittävän suuret mahdollistamaan nopean interkalaation ja natriumionien uuttaminen. Sitä käytetään natriumioni-akun negatiivisena elektrodimateriaalina, ja havaitaan, että lataus- ja purkautumisajat voivat ylittää 1000 kertaa jossain elektrolyytissä.