Dahil sa mayamang mga functional na grupo na naglalaman ng oxygen at mataas na reaktibiti, maaaring matugunan ng graphene oxide ang mga pangangailangan ng mas aktibong mga site at magandang interfacial compatibility sa mga larangan ng aplikasyon gaya ng catalysis, nanocomposites at energy storage.

Natuklasan ng mga pag-aaral na ang GO ay nagpapakita ng magandang cycle performance kapag ginamit bilang isang electrode materials sa Na-ion na mga baterya. Ang mga atomo ng H at O ​​sa graphene oxide ay epektibong makakapigil sa muling paglalagay ng mga sheet, na ginagawang sapat na malaki ang spacing ng mga sheet upang payagan ang mabilis na intercalation at pagkuha ng mga sodium ions. Ginagamit ito bilang negatibong electrode material ng sodium ion battery, at napag-alaman na ang mga oras ng pagsingil at paglabas ay maaaring lumampas sa 1000 beses sa ilang uri ng electrolyte.