石墨诸多优良的性质,将给社会生产的多个方面带来重大变革，目前主要用来作为电池、储氢材料、晶体管等。

新能源电池

石墨烯最早商用的重要应用产品之一是新能源电池，也是现在最主要的应用研究方向。美国麻省理工学院的一份报告指出，石墨烯被认为是第三代太阳能电池的最佳备选材料之一，将为数码相机、手机等小型随身电子设备提供连续使用的能量，未来具备太阳能电源的设备将更为小巧美观。2014 年，意大利 Pro Trade 公司的技术人员费瑞博士介绍，他们研发出的用于电动汽车的石墨烯电池，一次充电可以跑 600  km，并且这种电池的充电时间极短，只需要十几分钟。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用奠定了基础石墨烯太阳能电池的光电转化率是传统多晶硅的 2 倍，高达 60%。传统的太阳能路灯，灯泡上都有太阳能电池板。用上新材料，太阳能电池板可以被弯曲，也可以通过工艺改良直接做成灯泡的护罩，还可以设计成多种样式，增加了美观性。用这种新材料做成的太阳能电池板，可以铺在蔬菜大棚上，堆了一层“太阳能被子”，温室大棚又多了一项新的功能。石墨烯太阳能电池的应用将给我们带来绿色、环保、节能的新生活。

新能源汽车

近年来氢能汽车是研究的热点，重点突破的难题是氢气的储备，石墨烯超大的表面积在储氢材料方面也大显身手。目前的储氢材料主要为合金，如LaNi5、TiFe、MgNi等都有储氢能力。其中,La和Ti合金为低温(< 150℃)储氢材料,但其储氢能力低(< 2wt%);Mg合金为高温储氢材料,虽然理论储氢量很高,但它的吸附 解吸动力学不稳定。此外,合金不仅价格昂贵而且比重大,因而在很大程度上限制了其实际应用。在新型储氢材料的开发研究中,人们发现石墨烯等都有很好的储氢能力,而且这些材料的价格低廉,能够大幅度降低成本。Rao等研究了石墨烯(3— 4层)对氢气的吸附性能。在常温下对H2的吸附,最高可达3.1wt%;。理论计算表明,如果采用单层石墨烯,其H2吸附量可达7.7wt%,完全能满足美国能源部(MOE)对汽车所需氢能的要求(6wt%)。因而,在储氢材料方面,石墨烯具有很好的发展前景,有待科学家进一步研究。

超微型晶体管

石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。2011年4月7日IBM向媒体展示了其最快的石墨烯晶体管，该产品每秒能执行1550亿个循环操作，比之前的试验用晶体管快50%。传统集成电路的特征尺寸在10nm 以下会面临的短沟道效应、隧道效应，而石墨烯凭借其超高的电子迁移率打破了这一限制。石墨烯数字晶体管主要要解决的问题是，扩展足够的电流开关比、实现互补逻辑和提高接触点的导电性。从目前的研究成果来看，构造石墨烯纳米带阵列结构（当石墨烯纳米带的宽度小于10nm时，呈现 出半导体特性）应该是比较具有潜力的研究思路，不仅提供了更多的沟道，而且抑制散射，有望具有高的开关比和导通电流。另外构造异质结结构（加入其他物质与PN结类似），非常有希望提高石墨烯晶体管的开关比和饱和电流。虽然制造出与石墨烯晶格匹配的介质材料如氮化硼等目前还有很大的挑战，但是纵向异质结结构有望构造隧道晶体管，实现高的开关比，是一个很有前途的方向。如果石墨烯晶体管得以实用，必将对集成电路行业产生巨大影响，同时促进相关联行业的进步。

除了这些，石墨烯还在可弯曲屏幕、传感器、电极材料、药物控制释放、人造皮肤等领域均有良好的应用前景