在复合材料、锂离子电池（电池项目可行性研究报告）正极材料以及电子触摸屏领域最有希望率先实现产业化。目前石墨烯在复合材料中比较明确的应用包括树脂基复合材料、防腐涂料、汽车静电底漆、石墨烯增强尼龙6塑料以及石墨烯EPS等。其中，在树脂基复合材料领域，根据市场预测， 2015年国内树脂产量达530万吨。以千分之一的石墨烯添加量，100万/吨计算，则年潜在市场规模为53亿元。
在防腐涂料领域，2015年我国常规防腐涂料、重防腐涂料产量分别达到300万吨和150万吨左右，防腐涂料总产量达到450万吨左右；到2017年或可达600万吨。按千分之一的石墨烯用量，100万元/吨计算，到2017年潜在市场规模为60亿元。在汽车静电底漆领域，2013年国内共需汽车涂料87万吨左右，汽车漆市场在300-500亿元。以百分之一的石墨烯用量，100万元/吨计算，年潜在市场规模为87亿元。
在增强尼龙6塑料领域，随着汽车工业对轻量化的需求越来越高，PA6工程塑料在汽车中的用量将会越来越多。2013年，全球PA6需求量约为460万吨，以千分之一石墨烯用量，100万元/吨计算，年潜在市场规模为46亿元。其次，石墨烯在锂离子电池市场上的潜在容量十亿级别。石墨烯在锂离子电池中的应用比较多元化，目前已经实现商业化的是用在正极材料中作为导电剂，来改善电极材料的导电性能，提高倍率性和循环寿命。