Zaradi bogatih funkcionalnih skupin, ki vsebujejo kisik, in visoke reaktivnosti lahko grafenov oksid zadosti potrebam po bolj aktivnih mestih in dobri medfazni združljivosti na področjih uporabe, kot so kataliza, nanokompoziti in shranjevanje energije.

Študije so pokazale, da GO kaže dobro delovanje cikla, če se uporablja kot elektrodni material v Na-ionskih baterijah. Atomi H in O v grafenovem oksidu lahko učinkovito preprečijo ponovno zlaganje listov, zaradi česar je razmik med listi dovolj velik, da omogoča hitro interkalacijo in ekstrakcija natrijevih ionov. Uporablja se kot material negativne elektrode natrijeve ionske baterije in ugotovljeno je, da lahko časi polnjenja in praznjenja presežejo 1000-krat v neki vrsti elektrolita.