Přes jeho vynikající fyzikálně-chemické vlastnosti je využitelnost grafenu v energetických aplikacích jako akumulátory a superkapacitory omezená. Lze ho připravit pouze jednu monoatomickou vrstvu. Množství uložené energie je úměrné i rozměrům použitého materiálu. Položíme-li grafenových vrstev více na sebe, spojí se a vznikne obyčejný grafit. Tento problém se podařilo vyřešit týmu Dr. Dana Liho z australské Monash University. Připravili vodný grafenový gel, kdy jsou jeho jednotlivé vrstvy od sebe odděleny vodou.

akademon.cz 17.7.2011: Podstatně vylepšit vlastnosti akumulátoru lithium-síra pomocí grafenu se podařilo týmu elektrochemiků pod vedením Yi Cuiho a Hongjie Daiho ze Stanford University. Síra při elektrodovém ději může poskytnout mnoho energie, má však nízkou vodivost, při vybíjení zvětšuje svůj objem a vznikající polysulfidy se rozpouštějí v elektrolytu. Všechny tyto nevýhody můžeme odstranit tím, že jednotlivé malé kapičky síry nejprve pokryjeme vrstvou polyethyelglykolu, přes kterou neprojdou polysulfidy. Pak je ještě obalíme grafenem pokrytým klastry uhlíku pro zvýšení vodivosti a kompenzaci změn objemu.