בגלל קבוצות פונקציונליות עשירות המכילות חמצן ותגובתיות גבוהה, תחמוצת גרפן יכולה לענות על הצרכים של אתרים פעילים יותר ותאימות ממשק טובה בתחומי יישומים כמו קטליזה, ננו מרוכבים ואחסון אנרגיה.

מחקרים מצאו ש-GO מראים ביצועי מחזור טובים כאשר משתמשים בהם כחומרי אלקטרודה בסוללות Na-ion. אטומי H ו-O בתחמוצת גרפן יכולים למנוע ביעילות את הערימה מחדש של היריעות, מה שהופך את המרווח בין היריעות לגדול מספיק כדי לאפשר שילוב מהיר מיצוי יוני נתרן. הוא משמש כחומר האלקטרודה השלילי של סוללת יוני הנתרן, ונמצא כי זמני הטעינה והפריקה יכולים לעלות על פי 1000 בסוג כלשהו של אלקטרוליט.