研究者情報

ガルシア エスコバル フェルナンド

特任助教

GARCIA-ESCOBAR Fernando

機械学習を活用した次世代触媒の設計・探索

化学部門 無機・分析化学分野

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研究テーマ

触媒設計・探索を加速する機械学習支援型手法の開発

研究分野データ科学, 触媒インフォマティクス, マテリアルズインフォマティクス, 機械学習, アルゴリズム開発, 不均一系触媒作用
キーワード触媒インフォマティクス, マテリアルズインフォマティクス, 機械学習, 触媒スクリーニング, 記述子設計, 触媒逆設計

研究紹介

触媒は、化学製品の製造、エネルギー変換、有害廃棄物の処理など、現代社会のさまざまな分野で重要な役割を果たしている。新規触媒材料の創製や既存材料の高度化は、資源をより効率的かつ持続可能に利用するために不可欠である。

近年、機械学習や人工知能を活用したワークフローが、さまざまな材料分野において材料の探索や最適化に貢献してきた。一方で、マテリアルズインフォマティクスおよび触媒インフォマティクスは依然として発展途上の分野であり、触媒設計に関する体系的な手法は未だ確立されていない。

本研究では、既存材料のデータから構築した予測モデルを用いて有望な新規触媒候補を探索する逆問題型触媒設計に基づく、機械学習支援型設計手法の開発に取り組んでいる。さらに、インフォマティクスに基づく堅牢な触媒設計フレームワークを確立することで、データ駆動型モデリングとロボット実験を統合した自動化実験系への展開を可能とし、高効率触媒および機能性材料の創製を加速することを目指している。

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触媒インフォマティクスの主な目的は、さまざまな種類のデータから構築したモデルを用いて、高効率触媒の探索・発見を加速することである。
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MonteCatアルゴリズムは、触媒組成と性能を関連付ける特徴量の選択を体系化することを目的として提案された。
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MonteCatアルゴリズムは、多数のモデルを統合することで、メタン酸化カップリングに対して高活性を示す触媒のスクリーニングに適用されている。

代表的な研究業績

Automated Feature Engineering and Model Aggregation for Data-Driven Oxidative Coupling of Methane Catalyst Design,
F. Garcia-Escobar, A. Fujiwara, T. Taniike and K. Takahashi,
ACS Appl. Mater. Interfaces, Article ASAP.
Designing and synthesizing perovskites with targeted bandgaps via tailored descriptors,
K. Shibata, F. Garcia-Escobar, T. Tashiro, L. Takahashi and K. Takahashi,
Chem. Sci., 16, 16703-16711
Design of low temperature La2O3 oxidative coupling of methane catalysts using feature engineering and automated sampling,
F. Garcia-Escobar, L. Takahashi, A. Shaaban, S. Nishimura and K. Takahashi,
Catal. Sci. Technol., 2025, 15, 92-99
MonteCat: A Basin-Hopping-Inspired Catalyst Descriptor Search Algorithm for Machine Learning Models,
F. Garcia-Escobar, T. Taniike and K. Takahashi,
JCIM, 2024, 64 (5), 1512-1521
Data-Driven Design and Understanding of Noble Metal-Based Water–Gas Shift Catalysts from Literature Data,
F. Garcia-Escobar, S. Nishimura and K. Takahashi,
JPCC, 2023, 127 (13), 6152-6166
学位博士(理学)
自己紹介

メキシコ北部出身で、クリアカンに生まれ、モンテレイで育ちました。これまで、さまざまな化学分野や研究環境で研究に携わる中で、多様な経験を積んできました。現在は、その経験を活かし、新しい材料の設計・開発に取り組み、社会に役立つ材料を生み出すことを目指しています。
研究以外では、新しいことやスキルを学ぶこと、料理、コーヒー、コメディを楽しんでいます。

学歴・職歴2016年- モンテレイ工科大学化学・ナノテクノロジー工学学部 (化学・ナノテクノロジー工学コース) 卒業
2019年- モンテレイ工科大学科学・工学学部 (製造システムス修士課程) 修了
2019年- モンテレイ工科大学科学・工学学部 講師
2025年- 北海道大学 総合化学院 博士後期課程修了
2025年- 現職
2025年- 北海道大学 博士研究員
2025年- 北海道大学 特任助教
居室理学部7号館 7-508号室
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所属・担当