Debido aos ricos grupos funcionais que conteñen osíxeno e á alta reactividade, o óxido de grafeno pode satisfacer as necesidades de sitios máis activos e unha boa compatibilidade interfacial en campos de aplicación como a catálise, os nanocompostos e o almacenamento de enerxía.

Os estudos descubriron que GO mostra un bo rendemento do ciclo cando se usa como material de electrodo en baterías de ión-Na. Os átomos de H e O no óxido de grafeno poden evitar eficazmente a repoboación das follas, facendo que o espazo entre as follas sexa o suficientemente grande como para permitir a rápida intercalación e extracción de ións de sodio. Utilízase como material de electrodo negativo da batería de iones de sodio, e compróbase que os tempos de carga e descarga poden superar as 1000 veces nalgún tipo de electrólito.