近年來，歐盟石墨烯旗艦計劃的第九工作組致力于開發使以石墨烯為基礎的材料未來可以應用于一些能量轉化和存儲設備上的新型實驗路線。

據悉，加入石墨烯的鈣鈦礦型光伏電池是第九工作組的核心課題。這種太陽能電池含有一種具有鈣鈦礦結構的化合物，用于進行光捕獲。在鈣鈦礦型太陽能電池中，使用石墨烯或其他2D材料作為透明電極，來取代常用的氧化銦錫薄膜，在提高設備效率的同時大大降低了制造費用。這項先進的技術也使得一些問題得以解決，例如長時間輻射下太陽能電池穩定性的降低。

劍橋大學的化學家近期向媒體高調宣布了石墨烯在鋰氧電池發展領域中的一項突破性進展。與目前最先進的可再充電電池相比，鋰氧電池具有非常明顯的優點。但在大功率應用中實現目前可行的具有選擇性的技術之前，鋰氧電池的發展仍頗具挑戰。劍橋的研究人員在鋰氧示范電池中使用了一種多孔的石墨烯電極，取代了常用的石墨電極。這種新型鋰氧電池的理論能量密度是目前廣泛應用在移動設備中的鋰離子電池能量密度的十幾倍。