Завдяки багатим кисневмісним функціональним групам і високій реакційній здатності оксид графену може задовольнити потреби в більш активних центрах і хорошій міжфазній сумісності в таких сферах застосування, як каталіз, нанокомпозити та зберігання енергії.

Дослідження показали, що GO показує хорошу циклічну продуктивність при використанні як електродних матеріалів у Na-іонних батареях. Атоми H і O в оксиді графену можуть ефективно запобігати повторному складанню листів, роблячи відстань між листами достатньо великими, щоб забезпечити швидку інтеркаляцію та добування іонів натрію. Він використовується як матеріал негативного електрода для іонно-натрієвої батареї, і встановлено, що час заряду та розряду може перевищувати 1000 разів у певному виді електроліту.