Због богатих функционалних група које садрже кисеоник и високе реактивности, графен оксид може задовољити потребе активнијих места и добру међуфазну компатибилност у пољима примене као што су катализа, нанокомпозити и складиштење енергије.

Студије су откриле да ГО показује добре перформансе циклуса када се користи као материјал за електроде у На-јонским батеријама. Х и О атоми у графенском оксиду могу ефикасно спречити поновно слагање листова, чинећи размак листова довољно великим да омогући брзу интеркалацију и екстракција натријумових јона. Користи се као материјал негативне електроде натријум јонске батерије, а утврђено је да времена пуњења и пражњења могу премашити 1000 пута у некој врсти електролита.