Zengin oksijen içeren fonksiyonel gruplar ve yüksek reaktivite nedeniyle grafen oksit, kataliz, nanokompozitler ve enerji depolama gibi uygulama alanlarında daha aktif bölgelerin ihtiyaçlarını ve iyi arayüzey uyumluluğunu karşılayabilir.

Çalışmalar, GO'nun, Na-iyon pillerde elektrot malzemesi olarak kullanıldığında iyi bir çevrim performansı gösterdiğini buldu. Grafen oksitteki H ve O atomları, tabakaların yeniden istiflenmesini etkili bir şekilde önleyebilir, tabakaların aralığını hızlı bir şekilde bir araya getirmeye izin verecek kadar büyük hale getirebilir ve sodyum iyonlarının ekstraksiyonu. Sodyum iyon pilin negatif elektrot malzemesi olarak kullanılır ve bazı elektrolitlerde şarj ve deşarj sürelerinin 1000 katını aşabileceği bulunmuştur.