An up-to-date presentation of the second law of thermodynamics, the implementation of the Maxwell Demon principle, and the prospects for a new technological paradigm

The modern energy system is aimed at the use of carbon-free energy sources in all directions - industry, transport, aviation, domestic sphere. The long-term practice of development of carbon-free generating solutions in the direction of hydropower, wind energy, solar light and solar thermal energy, high-temperature geothermal energy shows the viability of a carbon-free technological order, identifies shortcomings and at the same time creates a clear understanding of the correctness of a carbon-free technological order in the development of clean energy of the planet. An extremely urgent scientific and technical task at all times of the development of mankind is the task of extracting energy in all its forms and using energy in all possible ways both for the development of mankind, what its reasonable part is doing, and for its destruction, which is the lot of the insane part of humanity. The scientific thought of mankind has always worked and is working in the direction of understanding the essence of energy. The trend of development of the modern world is slowly but steadily oriented towards non-waste, carbon-free renewable energy sources, such as solar radiation, ground, air and water thermal energy resources.

Physical basis of low-temperature power generation:

The main renewable carbon-free source of energy on planet Earth is the sun. The second much less significant heat source is the energy of the core of our planet.

Specific solar power coming to the total surface of the Earth is 1367 W/m2.

Heat the Earth model assumes that the power of the core is about 16 TW, and the specific power delivered to the Earth’s surface 0,03-0,05 W/m2. Compared to the energy coming from the Sun, the amount of energy coming from the Earth’s inner molten core is substantially small.

Other renewable energy sources - wind and hydraulic as well as non-renewable accumulated over millions of years (coal, peat, oil, gas) - are derived from the transformation and accumulation of thermonuclear solar energy.

Actual data on the world use of energy are presented in the figure.From which it follows that coal and hydrocarbons are 86,7% Carbon-free energy, including nuclear 13,3%.

A promising technological way, namely, carbon-free generation of electric energy from low-temperature sources (solar radiation, air, soil, water, excess heat of nuclear power plants and industrial complexes) allows to provide most of the world’s demand for electricity.

Then it is proposed to consider the theory of energy in the aspect of the motion of the corpuscles of matter (mol­ecules, atoms, elementary particles), to analyze the essence of the Maxwell’s Demon principle, to consider examples of the technical implementation of the principle, to substantiate and propose an actual formulation of the second law of thermodynamics. To propose an experimentally confirmed technology and a technical solution for the high-efficiency generation of electric energy from low-temperature environmental sources - air, soil, water, constantly renewable en­ergy of the Sun.

1. Баякин Сергей Геннадьевич, к. т. н., Академик МАНЭБ. ЭЛЕКТРОГЕНЕРАЦИЯ В ТЕПЛОВЫХ НАСОСАХ. Сибирский энергетический форум. «Эффективная энергетика». 19-21 ноября 2025г. Место проведения: Красноярск, Авиаторов, 19, МВДЦ «Сибирь».

2. Баякин С. Г. Второй закон термодинамики в актуальном изложении и низкотемпературная энергогенерация в зоне Арктики. Тезисы доклада, статья XXII Международной научно-практической конференции «Возобновляемая и малая энергетика – 2025. Энергоснабжение. Автономные системы энергоснабжения стационарных и подвижных объектов» (ВиМЭ-2025) на 14 ноября 2025 г. г. Москва, ул. Красноказарменная, 17.

3. Bayakin S. G. Низкотемпературная электрогенерация для высокоэффективного производства водорода в условиях Арктики // International Forum «Safety and Economy of Hydrogen Transport-2025 – WCAEE- IFSSEHT-2025» 2-4 июля 2025 года. www.isjaee.com

4. Баякин Сергей Геннадьевич, к. т. н. Академик МАНЭБ. Низкотемпературная электрогенерация. Сибирский энергетический форум. «Эффективная энергетика». 19-21 ноября 2025г. Место проведения: Красноярск, Авиаторов, 19, МВДЦ «Сибирь».

5. Баякин С. Г. Низкотемпературная электрогенерация // Всероссийский Форум «Енисейская Теплофизика». – Красноярск, Сибирский федеральный университет. 14-19 апреля 2025 г.

6. Баякин С. Г., Цугленок Н. В. Средства генерации тепловой и электрической энергии из низкотемпературных тепловых источников – грунт, вода, воздух // Доклад на заседании ученого совета ОСХН РАН. – Москва, 1-институтский проезд, д. 5. 19 марта 2025 г. https://rutube.ru/video/9fc1dcb5449d79d816dcd8eac1208574/

7. Баякин С. Г. Низкотемпературная электрогенерация для АПК, ЖКХ, ВПК и транспорта в Арктике // Международный форум по устойчивому развитию в новом социо-технологическом укладе HETS-2024. – Красноярск, Сибирский федеральный университет. 24-26 октября 2024 г. https://rutube.ru/video/e4d2dc1fbaa32be506048094267472d8/

8. Bayakin Sergei Gennadevich. Thermal and electrical power transformer. European patent EP3779166. Application 11.10.2023.

9. Баякин С. Г., Гавриков А. В. Термоэлектротрансформатор. Евразийский Патент № 037428 от 26.03.2021. Заявка № 201900125 от 11.03.2019.

10. Баякин С. Г. Создание систем электрогенерации из низкотемпературных источников (солнечное излучение, воздух, грунт, вода, сбросовое тепло АЭС и др. производств) для электротранспорта // Красноярский экономический форум (КЭФ-2022). – Красноярск, Сибирский федеральный университет. 2-4 марта 2022 г. https://www.youtube.com/watch?v=cqXjepz9zdo

11. Баякин С. Г. Финансово-энергетический баланс и энергосамостоятельная валютная система БРИКС // Евразийское пространство: экономика, право, общество. – 2023. – № 5. – С. 3-9.

12. Bayakin S. G., Simunin M. M., Chirkov D. Yu., Khartov S. V., Shimanskii A. F. Processing of aliphatic polymer wastes in brown coal synthesis gas // В сборнике: AIP Conference Proceedings. 2. Сер. «Proceedings of the II International Conference on Advances in Materials, Systems and Technologies, CAMSTech-II 2021». – 2022. – С. 080034.

13. Баякин С. Г. Низкотемпературная электрогенерация – парадигма и технология безуглеродной энергетики // В центре экономики. – 2022. – Т. 3. – № 1. – С. 26-32.

14. Баякин С. Г. Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности. Патент на изобретение RU 2738494 C1, 14.12.2020. Заявка № 2020114847 от 15.04.2020.

15. S. G. Bayakin. 低温发电 Low-temperature electric power generation // Materials of the International Conference «Scientific research of the SCO countries: synergy and integration» – Reports in English (May 14, 2020. Beijing, PRC). ISBN 978-5-905695-56-8. Pp. 166- 171.

16. Баякин С. Г. Корпускулярная электрогенерация. В сборнике: Наука и инновации – современные концепции. Сборник научных статей по итогам работы Международного научного форума. – Москва, 2020. – С. 96-105.

17. Баякин С. Г. Низкотемпературная электрогенерация // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. – 2020. – № 7 (223). – С. 55-59.

18. Баякин С. Г., Гавриков А. В. Термоэлектротрансформатор. Патент на изобретение RU 2692615 C1, 25.06.2019. Заявка № 2018111581 от 30.03.2018.

19. Баякин С. Г. Газификатор твердого топлива с когенерацией тепловой и электрической энергии. Патент на изобретение RU 2648932 C2, 28.03.2018. Заявка № 2016106860 от 25.02.2016.

20. Баякин С. Г. Слоевой газификатор непрерывного действия. Патент на изобретение RU 2513928 C1, 20.04.2014. Заявка № 2012138857/05 от 10.09.2012.

21. Баякин С. Г. Способ газификации твердого топлива и устройство для его осуществления. Патент на изобретение RU 2531812 C1, 27.10.2014. Заявка № 2013116666/05 от 11.04.2013. 0

22. Баякин С. Г., Чирков Д. Ю. Производство углеродных нанотрубок из бурого угля. В сборнике: Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 11 частях. – 2014. – С. 15-16.

23. Борисов В. Н., Баякин С. Г., Лебедев М. П. Трансфер технологии глубокой переработки угля в г. Якутске. В сборнике: Научные и инновационные основы Стратегии социально-экономического развития городского округа город Якутск на период до 2030 года / Редакционная коллегия: Пахомов А. А., Охлопкова Н. В., Колодезников И. И., Дарбасов В. Р., Ним А. Ю., Федорова Е. Н., Гуляев П. В. – 2013. – С. 153-156.

24. Баякин С. Г., Батмунг С., Залога А. Н. Новые технологии для бурых углей Монголии. В сборнике: Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности. Труды международной научно-практической конференции / Под редакцией В. И. Клишина, З. Р. Исмагилова, В. Ю. Блюменштейна, С. И. Протасова, Г. П. Дубинина. – 2013. – С. 212-215.

25. Баякин С. Г., Прохорова О. С., Симунин М. М., Хартов С. Ю., Чирков Д. Ю. Перспективы синтеза углеродных наноматериалов из буроугольного газа. В сборнике: Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности. Труды международной научно-практической конференции / Под редакцией В. И. Клишина, З. Р. Исмагилова, В. Ю. Блюменштейна, С. И. Протасова, Г. П. Дубинина. – 2013. – С. 215-217.

26. Баякин С. Г. Актуальный вектор развития угольной энергетики. В сборнике: Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности. Сборник трудов XIV международной научно-практической конференции / Под редакцией В. И. Клишина, З. Р. Исмагилова, В. Ю. Блюменштейна, С. И. Протасова, Г. П. Дубинина. – 2012. – С. 212-217. 1

27. Баякин С. Г., Неустроев С. С., Борисов В. Н., Ноговицын Р. Р. Трансфер технологии глубокой переработки угля в Республике Саха (Якутия) // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. – 2012. – Т. 8. – № 20 (161). – С. 34-39. 1

28. Баякин С. Г., Исламов С. Р., Степанов С. Г., Шабанов В. Ф. Комплекс энерготехнологический для переработки бурых углей. Патент на изобретение RU 2421501 C2, 20.06.2011. Заявка № 2008146524/05 от 25.11.2008.

29. Баякин С. Г. Пример двукратной энергоэффективности в системе жилищно-коммунального хозяйства при использовании угля с одновременным производством кокса // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М. Ф. Решетнева. – 2010. – № 6 (32). – С. 105-107.

30. Bayakin S. G., Zalikhanov M. Ch. Modernaspects of coal-hydrogen power // Vestnik SibSAU. Aerospace tehnologies and control systems. – 2010. – № 6 (32). – Рр. 108-110.

31. Bayakin S. G. Finance-energy balance // Journal of Siberian Federal University. Humanities and Social Sciences. – 2010. – V. 3. – № 6. – Pp. 823-833.

32. Bayakin S. G. Way of generation of power for work of transport with the electric drive and the device of generation of power. Patent for an invention 2738494 C1, 14.12.2020. Application No. 2020114847 of 15.04.2020.

33. Bayakin S. G. Low-temperature electric power generation // Journal Plumbing, Heating, Air Conditioning. – 2020. – № 07 (223). – Pp. 55-59.

34. Bayakin S. G. Low-temperature power generation for transport by the principle «maxwell’s demon». In the collection: Science and innovations – modern concepts. The collection of scientific articles following the results of work of the International scientific forum. – Moscow, 2020. – Pр. 123-132.

35. Bayakin S. G. Corpuscular power generation. In the collection: Science and innovations – modern concepts. The collection of scientific articles following the results of work of the International scientific forum. – Moscow, 2020. – Pр. 96-105.

36. Bayakin S. G. Layered gasifier of continuous action. Patent for the invention of RU 2513928 C1, 20.04.2014. Application No. 2012138857/05 of 10.09.2012.

37. Bayakin S. G. Way of gasification of solid fuel and the device for his implementation. Patent for the invention of RU 2531812 C1, 27.10.2014. Application No. 2013116666/05 of 11.04.2013.

38. Bayakin S. G., Anshits A. G., Pavlov V. F., Shabanov V. F. Way of receiving steklomateriala from zoloshlakovy waste. Patent for the invention of RU 2052400 C1, 20.01.1996. Application No. 93005278/33 of 01.06.1993.

39. Bayakin S. G. Management of formation of the weld joint at els on own x-ray radiation. Abstract yew. Candidate of Technical Sciences. St. Petersburg, 1995.