随着煤、石油、天然气等化石燃料消耗日益增加，大量的二氧化碳排放引发的温室效应及全球变暖问题已经引起世界范围内越来越多国家的密切关注。为更好应对全球气候变化，两会期间，我国提出“做好碳达峰、碳中和工作”是2021年重点任务之一。锂二氧化碳(Li-CO2)电池作为一种极具吸引力的能量存储系统，不同于大部分锂空气电池需在高纯氧中运行的条件，Li-CO2电池以温室气体二氧化碳作为反应气体，参与氧化还原反应，具有能量转化和环境友好的双重作用。然而目前对Li-CO2电池的研究处于初级阶段，其放电产物Li2CO3在正极上的堆积会影响电池反应的进行，高充电电压所带来的副反应也会极大影响了电池的循环寿命。 毛细血管组织具有独特的层状互相渗透型结构，这种结构能够提供大量的孔道和超高的扩散面积来促进氧气跟营养物质从血液向组织内高效输送。上述结构对Li-CO2电池正极储存放电产物，实现电子、电解液和气体的高效传质同样具有十分重要意义。因此，受毛细血管结构启发，我们通过简单的一步生长法在不锈钢网表面原位生长了氮掺杂的碳纳米管（N-CNTs@SS），随后采用浸渍法在碳纳米管表面负载了具有高催化活性的RuO2构筑一体化Li-CO2电池正极材料。自支撑N-CNTs独特的互相渗透型结构可以为固态放电产物Li2CO3的生长和储存提供大量的依附位点和可用空间，即使在深度放电的条件下，也可以抑制放电产物堵塞电极孔道对电极造成钝化。同时该互相渗透型结构提供了丰富的交联通道，可以大大提高气、液、固三相的传质效率。此外，碳纳米管表面负载的RuO2增加了电极表面的活性位点丰度，提高氧析出催化活性，使该电极具有更好的催化Li2CO3生成和分解的能力。采用该电极的Li-CO2电池比容量超过8000 mAh g-1，是普通锂离子电池的10倍以上，该体系电池有望用于二氧化碳浓度高达96%的火星，助力我国火星探测事业。