Спочатку надпровідники мали застосування дуже обмежене, оскільки їх робоча температура не повинна була перевищувати 20 КОПІЙОК (-253°C). Так, наприклад, температура рідкого гелію в 4,2 К (-268,8°C) добре підходить для роботи надпровідника, але для охолодження і підтримки такої низької температури потрібно затратити багато енергії, що технічно вельми проблематично.
Високотемпературні ж надпровідники, відкриті в 1986 році Карлом Мюллером і Георгом Беднорцем, показали критичну температуру значно вище, і температури рідкого азоту в 75К (-198°C) таким провідникам цілком достатньо для роботи. Крім того, азот значно дешевше гелію в якості холодоагенту.
Відкриття в 1987 році «стрибка провідності майже до нуля при температурі 36К (-237°C) у сполук лантану, стронцію, міді і кисню (La—Sr—Cu—O) стало початком. Потім вперше було відкрито властивість з'єднання ітрію, барію, міді і кисню (Y—Ba—Cu—O) виявляти надпровідні властивості при температурі 77,4 До (-195,6°C), що перевищує температуру кипіння рідкого азоту.
У 2003 році відкрили керамічне з'єднання Hg—Ba—Ca—Cu—O(F), має критичну температуру 138К (-135°C), і доходить до 166К (-107°C) при тиску 400 кбар; а в 2015 році був встановлений новий рекорд для сірководню (H2S), який став надпровідником при тиску в 100 ГПа, при температурі не перевищує 203К (-70°C).
Надпровідність як фізичне явище, вперше на мікроскопічному рівні, була пояснена в роботі американських фізиків Джона Бардіна, Леона Купера і Джона Шриффера ще в 1957 році. В основу їх теорії була покладена концепція про так званих куперовських пар електронів, а сама теорія отримала назву теорії БКШ, за першими літерами прізвищ її авторів, і донині ця макроскопічна теорія надпровідників є домінуючою.
Згідно цієї теорії, стану електронів куперовських пар корелюють з протилежними спинами і імпульсами. Разом з тим, у теорії використовувалися так звані перетворення Миколи Боголюбова, показав, що надпровідність можна розглядати як процес надтекучості електронного газу.
Поблизу поверхні Фермі електрони можуть ефективно притягатися, взаємодіючи між собою за допомогою фононів, причому притягаються лише ті електрони, енергія яких відрізняється від енергії електронів на поверхні Фермі не більше ніж на величину hVd (тут Vd – Дебаевская частота), а інші електрони не взаємодіють.
Взаємодіючі електрони і об'єднуються в куперовские пари. Ці пари володіють певними, характерними для бозонів, властивостями, а бозони при охолодженні можуть переходити в один квантовий стан. Таким чином, завдяки цій особливості, пари можуть рухатися, не стикаючись ні з гратами, ні з іншими електронами, тобто куперовские пари рухаються без втрат енергії.
Практично, високотемпературні надпровідники забезпечують передачу електричної енергії без втрат, що робить їх впровадження та застосування в майбутньому корисним і ефективним. Силові кабелі, трансформатори, електричні машини, індуктивні накопичувачі енергії з необмеженим терміном її зберігання, обмежувачі струму і т. п., ― усюди в електротехніці застосовні високотемпературні надпровідники.
Габарити будуть зменшені, втрати будуть знижені, ефективність виробництва, передачі і розподілу електричної енергії в цілому підвищиться. трансформатори будуть мати меншу масу і дуже низькі втрати, порівняно з трансформаторами, що володіють звичайними обмотками. Надпровідні трансформатори будуть екологічно безпечними, їх не потрібно буде охолоджувати, а в разі перевантаження струм буде обмежений.
Надпровідні обмежувачі струму менш інерційні. При включенні накопичувачів енергії та надпровідних генераторів в електричні мережі, підвищиться їх стабільність. Електропостачання мегаполісів буде здійснюватися за допомогою надпровідних підземних кабелів, які зможуть проводити до 5 разів більший струм, а прокладання таких кабелів дозволить значно економити міські площі, оскільки кабелі будуть більш компактними у порівнянні з застосовуваними сьогодні.
Розрахунки показують, що, наприклад, побудова ЛЕП на 1ГВт при напрузі 154 кВ, якщо використовувати надпровідні кабелі, обійдеться на 38% дешевше, ніж якщо б це було реалізовано за стандартною технологією. І це з урахуванням конструювання і монтажу, адже число необхідних ниток менше, відповідно загальна кількість кабелю менше, і внутрішній діаметр кабелепроводов також менше.
Примітний той факт, що з надпровідного кабелю можна передати значну потужність і при низькій напрузі, знизивши електромагнітне забруднення навколишнього середовища а це актуально для густонаселених районів, де прокладання високовольтних ліній породжує неспокій, як серед екологів, так і у громадськості.
Перспективним є впровадження високотемпературних надпровідників і в сферу нетрадиційної енергетики, де економічність виступає зовсім не другорядним фактором, і застосування тут надпровідників підвищить ефективність нових джерел. Тим більше, вже на найближчі 20 років, має місце стійка тенденція до їх швидкого розвитку у світі.
