Do có các nhóm chức chứa oxy phong phú và khả năng phản ứng cao, graphene oxit có thể đáp ứng nhu cầu của nhiều vị trí hoạt động hơn và khả năng tương thích bề mặt tốt trong các lĩnh vực ứng dụng như xúc tác, nanocompozit và lưu trữ năng lượng.

Các nghiên cứu phát hiện ra rằng GO cho thấy hiệu suất chu trình tốt khi được sử dụng làm vật liệu điện cực trong pin Na-ion. Các nguyên tử H và O trong graphene oxit có thể ngăn chặn hiệu quả việc đóng gói lại các tấm, làm cho khoảng cách giữa các tấm đủ lớn để cho phép xen kẽ nhanh chóng và tách ion natri. Nó được sử dụng làm vật liệu điện cực âm của pin ion natri và người ta nhận thấy rằng thời gian sạc và xả có thể vượt quá 1000 lần trong một số loại chất điện phân.