Petersén vant en olympisk sølvmedalje i ishockey under Vinter-OL i 1928 i St. Moritz. Han spilte på det svenske laget som kom på andreplass i OL-turneringen bak Canada. Sveriges resultat i finalerunden, som besto av fire lag, var tap med 0–11 mot Canada, og seier med 4–0 og 3–1 over henholdsvis Sveits og Storbritannia. OL-turneringen i ishockey i 1928 var også både det tredje verdens- og det trettende europamesterskapet i ishockey. Det svenske laget ble europamestere foran Sveits og Storbritannia.